I ricercatori del Dartmouth College hanno scoperto che la disposizione dei geni, o 'sintassi genica', all'interno di un plasmide influenza significativamente l'espressione genica. Questa scoperta evidenzia l'importanza del posizionamento dei geni, in modo simile a come l'ordine delle parole influisce sul significato di una frase.
L'importanza della sintassi genica
Lo studio, pubblicato sul Journal of Biological Engineering, rivela che l'alterazione della sintassi genica influisce sul movimento del macchinario trascrizionale lungo il DNA, sull'interazione tra replicazione e trascrizione e sulla variabilità nell'espressione genica. I ricercatori hanno analizzato sistematicamente l'impatto dell'ordine e dell'orientamento dei geni sui plasmidi, che sono piccole molecole circolari di DNA spesso presenti nei batteri e utilizzate per studiare la funzione dei geni.
Progettazione sperimentale e risultati
I ricercatori hanno costruito plasmidi con geni reporter fluorescenti in diversi ordini e orientamenti, mantenendo identici i promotori e i siti di legame ribosomiale. I risultati hanno dimostrato che i cambiamenti nella sintassi genica hanno portato a differenze significative nei livelli di espressione e nella variabilità. Ad esempio, l'espressione della proteina fluorescente verde (GFP) è variata di oltre 1,8 volte a seconda della sua posizione. I geni allineati nella stessa direzione dell'origine di replicazione del plasmide hanno mostrato una maggiore espressione, mentre l'orientamento genico in tandem ha portato a un'espressione più forte e l'orientamento divergente ha soppresso l'attività genica.
Implicazioni per la biologia sintetica
Cambiare l'ordine dei geni ha anche alterato i livelli di espressione, confermando che sia la posizione che l'orientamento influenzano la produzione genica. Questi risultati dimostrano che la sintassi genica è un elemento di design cruciale. Trattando la sintassi genica come una variabile regolabile, i biologi sintetici e i bioingegneri possono migliorare la prevedibilità e la precisione degli strumenti genetici, aprendo la strada a tecniche di ingegneria genetica ottimizzate e a circuiti genici più efficienti per varie applicazioni.