Gli scienziati stanno scoprendo i segreti di SPARDA, un meccanismo di difesa batterica naturale che potrebbe rivoluzionare la ricerca genetica e la diagnostica. Mentre CRISPR ha dominato il panorama dell’editing genetico, SPARDA rappresenta uno dei tanti sistemi inesplorati in natura con un potenziale non sfruttato. Un nuovo studio rivela come questo sistema “kamikaze” funziona a livello molecolare, aprendo le porte a strumenti biotecnologici più versatili.
Sistemi immunitari batterici: oltre CRISPR
CRISPR non è l’unico gioco in città. I batteri hanno sviluppato una vasta gamma di sistemi di difesa per proteggersi dai virus (fagi) e dal DNA estraneo come i plasmidi. SPARDA (abbreviazione di Argonaute procariotico, associato a DNasi) è uno di questi sistemi, noto per il suo approccio drastico: distruggere le cellule infette e il materiale genetico invasore per prevenire un’ulteriore diffusione. Prima di questa recente ricerca, SPARDA era intesa solo a grandi linee.
Come funziona SPARDA: sacrificio di sé molecolare
I ricercatori hanno utilizzato l’analisi delle proteine AI (in particolare, AlphaFold di DeepMind) per mappare la struttura delle proteine SPARDA. Il sistema si basa sulle proteine Argonaute, chiamate così per la loro forma che assomiglia ai tentacoli del polpo. Queste proteine, presenti in tutti gli esseri viventi, contengono una “regione di attivazione” critica chiamata beta-relay.
Quando SPARDA rileva una minaccia, il relè beta cambia forma, attivando la proteina. Le proteine attivate si assemblano quindi in catene a spirale che distruggono indiscriminatamente qualsiasi DNA vicino, uccidendo di fatto la cellula ospite ma bloccando l’infezione. Si tratta di una difesa disperata, utilizzata solo quando l’infezione è certa.
SPARDA vs CRISPR: un adattatore universale
Il vantaggio principale di SPARDA risiede nella sua flessibilità. La diagnostica esistente basata su CRISPR richiede sequenze di DNA specifiche (sequenze PAM) per funzionare, come una spina che necessita di una presa corrispondente. SPARDA, tuttavia, non ha bisogno di queste sequenze PAM.
Ciò significa che SPARDA potrebbe fungere da “adattatore universale” per la diagnostica del DNA, rendendo i test più accurati e versatili. Invece di limitarsi a bersagli con specifiche sequenze fiancheggianti, SPARDA potrebbe essere progettato per reagire a qualsiasi materiale genetico di interesse, come i virus influenzali o SARS-CoV-2, con maggiore affidabilità.
Implicazioni future
Il sistema di riconoscimento altamente accurato di SPARDA lo rende ideale per la diagnostica. Modificando il relè beta, gli scienziati potrebbero creare strumenti che rispondono solo a specifiche sequenze genetiche, offrendo un’alternativa più efficiente e adattabile agli attuali metodi CRISPR. La scoperta sottolinea il vasto potenziale nascosto nei sistemi immunitari batterici, in attesa di essere sbloccato per applicazioni biotecnologiche.
Questa ricerca ci ricorda che gli strumenti della natura sono molto più ricchi di quanto si immaginasse in precedenza. La capacità di sfruttare questi sistemi inesplorati potrebbe portare a scoperte rivoluzionarie nella diagnostica, nell’editing genetico e altro ancora.
