Mario Capecchi ed i ‘topi knockout’

MARIO CAPECCHI ED I ‘TOPI KNOCKOUT’

“All’inizio degli anni ’80, Mario Capecchi scoprì che sezioni di DNA che erano state inserite nei nuclei cellulari dei mammiferi potevano essere incorporate nel genoma della cellula. Nel 1986, Mario Capecchi e Oliver Smithies hanno ottenuto con successo modifiche specifiche nei genomi dei topi. Inattivando geni specifici, è stato possibile determinarne le funzioni”.

MARIO CAPECCHI

Mario Capecchi è nato in Italia nel 1937. Dall’età di 8 anni vive negli Stati Uniti.

Mario Capecchi è nato a Verona il 6ottobre 1937. Quando Mario aveva cinque anni, la madre, una poetessa, fu arrestata dalla Gestapo ed internata nei pressi di Monaco di Baviera come prigioniera politica.

Durante la guerra, per diversi mesi, Capecchi vagabondò per il nord-Italia come un senzatetto. Alla fine del conflitto bellico il piccolo Mario si trasferì presso una figlia di parenti (quaccheri) negli USA.
Negli Stati Uniti, Mario fu affascinato dalla figura dello zio materno, che era un brillante fisico.
Mentre la madre incominciava a lavorare come interprete negli ospedali del New Jersey e di New York, Mario iniziò a studiare proprio nella “Grande Mela”, per poi trasferirsi nell’Ohio, dove frequentò l’università presso il piccolo “Antioch College” e conseguì la laurea in chimica e fisica.


CAPECCHI A BOSTON

Fu poi ammesso all’Università di Harvard, dove conseguì il PhD in Biofisica nel 1967 e, soprattutto, ebbe modo di incontrare uno degli scopritori della struttura del DNA, James Watson, che fu suo supervisore per la tesi.
👉 Capecchi frequentò per un breve periodo anche l’MIT (Massachusetts Institute of Technology) di Boston e fu allievo di Salvador Luria. All’MIT incontrò la biologia molecolare. Ed ecco quanto afferma riguardo a quel luogo:
“Era tutto nuovo. Non c’erano limitazioni. L’entusiasmo ha permeato questo campo. I devoti della fisica, della chimica, della genetica e della biologia si unirono ai suoi ranghi. La premessa comune era che i fenomeni biologici più complessi potessero, con persistenza, essere compresi in termini molecolari e che i fenomeni biologici osservati in organismi semplici, come virus e batteri, si riflettessero in quelli più complessi … Sono diventato un prodotto della rivoluzione della biologia molecolare. The next generation”.

the next generation della biologia molecolare

strategia di creazione dei ‘topi knockout’ a partire dalle cellule staminali. (dal sito nobelprize.org)

Dal laboratorio di Watson, Capecchi si trasferì alla facoltà del Dipartimento di Biochimica della Harvard Medical School, dall’altra parte del fiume a Boston, per poi andare a lavorare nello Utah nel 1973, presso il “Department of Human Genetics
University of Utah School of Medicine“.

Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina del 2007 è stato assegnato congiuntamente a Mario R. Capecchi, Martin J. Evans (nato nel 1941) ed Oliver Smithies (Halifax, 23luglio 1925 – Chapel Hill, 10gennaio 2017) “per le loro scoperte di principi per l’introduzione di modificazioni geniche specifiche nei topi mediante l’uso di cellule staminali embrionali“.
I vincitori del premio hanno fatto una serie di scoperte rivoluzionarie riguardanti le cellule staminali embrionali e la ricombinazione del DNA nei mammiferi.

i topi knockout

Un topo da laboratorio in cui è stato eliminato un gene che influenza la crescita dei capelli (a sinistra), è mostrato accanto a un normale topo da laboratorio.

Le loro scoperte hanno portato alla creazione di una tecnologia immensamente potente denominata “targeting genetico nei topi”.

Il targeting genetico viene spesso utilizzato per inattivare singoli geni.
Tali esperimenti “knockout” genetici hanno chiarito i ruoli di numerosi geni nello sviluppo embrionale, nella fisiologia dell’adulto, nell’invecchiamento e nella malattia.
Un topo knockout è un topo geneticamente modificato in cui è soppressa, a scopo di studio, l’espressione di un determinato gene.
Tale soppressione è definita gene knockout (o knockout genico). Il primo “topo knockout” fu creato da Mario Capecchi, Martin Evans e Oliver Smithies alla fine degli anni ottanta.

UNA RISORSA PER LA RICERCA SCIENTIFICA

Una slide mostrata da Capecchi durante il discorso di ringraziamento per il Nobel.

Esempi di ricerca in cui i topi knockout sono stati utili includono lo studio e la modellazione di diversi tipi di cancro, obesità, malattie cardiache, diabete, artrite, abuso di sostanze, ansia, invecchiamento e morbo di Parkinson. I topi knockout offrono anche un contesto biologico e scientifico in cui è possibile sviluppare e testare farmaci e altre terapie.

Milioni di topi knockout vengono utilizzati negli esperimenti ogni anno. Esistono diverse migliaia di ceppi diversi di topi knockout.  Molti modelli murini prendono il nome dal gene che è stato inattivato.
Ad esempio, il “topo knockout p53” prende il nome dal gene p53 che codifica per una proteina che normalmente sopprime la crescita dei tumori arrestando la divisione cellulare e/o inducendo l’apoptosi.

RIFERIMENTI:

 

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