Guadagno di funzione
In virologia, il guadagno di funzione (o GoF, dall'inglese gain of function) consiste nel produrre , su un organismo in laboratorio, delle modificazioni genetiche (chiamate anche mutazioni attivanti) in grado di determinare l'acquisizione di una nuova funzione o il potenziamento di una preesistente.
Descrizione
modificaI guadagni di funzione modificano il prodotto genico in modo tale che il suo effetto diventi più forte (attivazione potenziata) o addirittura sia sostituito da una funzione diversa e anormale. I virologi utilizzano esperimenti di guadagno e perdita di funzione per comprendere la composizione genetica dei virus e le specifiche dell'interazione virus-ospite. Questo esperimenti sono fondamentali per comprendere la biologia, l'ecologia e la patogenesi dei virus.[1] Il termine è stato coniato per la prima volta nel 2012 in una riunione del National Institutes of Health (NIH), al fine di sostituire termini più descrittivi che indicavano preoccupazioni sulla ricerca che genera ceppi di virus respiratori altamente trasmissibili e altamente patogeni(Potenziali Patogeni Pandemici PPP).[1]
Quando viene creato il nuovo allele, un eterozigote contenente l'allele appena creato e l'originale esprimerà il nuovo allele; geneticamente questo definisce le mutazioni come fenotipi dominanti. Molti dei morph di Muller corrispondono al guadagno di funzione, inclusi hypermorph (aumento dell'espressione genica) e neomorfo (nuova funzione).
Ricerca
modificaNel dicembre 2017, il governo degli Stati Uniti ha revocato un divieto temporaneo che era stato disposto nel 2014, con cui si vietavano finanziamenti federali per qualsiasi nuovo esperimento di "guadagno di funzione" che potenziasse patogeni come l'influenza aviaria, la SARS e la sindrome respiratoria mediorientale (dovuta ai virus MERS-CoV).[2][3]
Gli esperimenti di guadagno di funzione vengono generalmente eseguiti in strutture con livello di biosicurezza tre o superiore (BSL-3+)[4].
Classificazione
modificaGli studiosi hanno classificato i tipi di ricerca GoF a seconda dei risultati degli esperimenti:[1]
- La prima categoria, che è stata chiamata "guadagno di ricerca funzionale di interesse"[su Internet, la frase sembra essere senza riscontro], comprende la generazione di virus con proprietà che non esistono in natura.
- La seconda categoria riguarda la generazione di virus che possono essere più patogeni o più trasmissibili dei virus selvaggi, ma comunque comparabili a quelli esistenti in natura o meno problematici.
- La terza categoria, che è intermedia tra le prime due categorie, comprende la generazione di virus che si mostrano assai patogeni e/o trasmissibili in modelli animali che tuttavia non sembrano costituire un grave problema di salute pubblica.
Ricerca in virologia
modificaGli esperimenti GoF che generano virus con maggiore virulenza, trasmissibilità e patogenicità, secondo esperti, richiederebbero l'uso di alternative. Alternative che vengono proposte in un seminario di ricercatori virologi: Committee on gain-of-function research with H5N1/H7N9 avian influenza: a symposium svoltosi nel 2015 a Washington (DC).[1] Un secondo simposio si è svolto nel 2016 sempre a Washington.[5]
Ricerca in campo oncologico
modificaLe tecniche di GOF e loss-of-function LOF (perdita di funzione) trovano impiego, anche, in ambiti diversi dalla virologia, ad esempio in oncologia. Infatti, mutazioni spontanee di tipo GOF hanno un ruolo decisivo nello sviluppo e nella progressione di vari tipi di cancro. La ricerca sulle mutazioni di GOF può mostrare efficaci conseguenze funzionali; anche al fine di identificare potenziali bersagli terapeutici.[6]
Note
modifica- ^ a b c d Board on Life Sciences; Division on Earth and Life Studies; Committee on Science, Technology, and Law; Policy and Global Affairs; Board on Health Sciences Policy; National Research Council; Institute of Medicine. Washington (DC): National Academies Press (US), Gain-of-Function Research: Background and Alternatives - Potential Risks and Benefits of Gain-of-Function Research -, su ncbi.nlm.nih.gov, NCBI Bookshelf, 13 aprile 2015. URL consultato il 18 settembre 2020.
- ^ Julie Steenhuysen, U.S. Lifts Funding Ban on Studies That Enhance Dangerous Germs, in U.S. News & World Report, 19 dicembre 2017. URL consultato il 15 gennaio 2018.
- ^ Francis S. Collins, NIH Lifts Funding Pause on Gain-of-Function Research, su National Institutes of Health, 19 dicembre 2017 (archiviato il 22 dicembre 2017).
- ^ (EN) Talha Burki, Ban on gain-of-function studies ends, su thelancet.com, The Lancet Infectious Diseases, febbraio 2018. URL consultato il 18 settembre 2020.
- ^ Board on Life Sciences; Division on Earth and Life Studies; Board on Health Sciences Policy; Gain-of-Function Research: Summary of the Second Symposium, March 10-11, 2016. Washington (DC): National Academies Press (US); June 20, 2016.
- ^ Yongsheng Li, Yunpeng Zhang, Xia Li, Song Yi e Juan Xu, Gain-of-Function Mutations: An Emerging Advantage for Cancer Biology, in Trends in Biochemical Sciences, vol. 44, n. 8, 2019, pp. 659-674, DOI:10.1016/j.tibs.2019.03.009, ISSN 09680004.
Bibliografia
modifica- Selgelid MJ, Gain-of-Function Research: Ethical Analysis, in Sci Eng Ethics, vol. 22, n. 4, August 2016, pp. 923-964, DOI:10.1007/s11948-016-9810-1, PMC 4996883, PMID 27502512. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Evans NG, Lipsitch M, Levinson M, The ethics of biosafety considerations in gain-of-function research resulting in the creation of potential pandemic pathogens, in J Med Ethics, vol. 41, n. 11, November 2015, pp. 901-8, DOI:10.1136/medethics-2014-102619, PMC 4623968, PMID 26320212. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Evans NG, Ethical and Philosophical Considerations for Gain-of-Function Policy: The Importance of Alternate Experiments, in Front Bioeng Biotechnol, vol. 6, 2018, p. 11, DOI:10.3389/fbioe.2018.00011, PMC 5809449, PMID 29473036. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Duprex WP, Fouchier RA, Imperiale MJ, Lipsitch M, Relman DA, Gain-of-function experiments: time for a real debate, in Nat. Rev. Microbiol., vol. 13, n. 1, January 2015, pp. 58-64, DOI:10.1038/nrmicro3405, PMC 7097416, PMID 25482289. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Imperiale MJ, Howard D, Casadevall A, The Silver Lining in Gain-of-Function Experiments with Pathogens of Pandemic Potential, in Methods Mol. Biol., vol. 1836, 2018, pp. 575-587, DOI:10.1007/978-1-4939-8678-1_28, PMC 7120448, PMID 30151593. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Danielle L. Lavery e Stefan Hoppler, Gain-of-Function and Loss-of-Function Strategies in Xenopus, vol. 469, 2008, pp. 401-415, DOI:10.1007/978-1-60327-469-25, ISSN 1064-3745.
- (EN) Robin Fears, What are we gaining from gain of function research? (PDF), su easac.eu. URL consultato il 18 settembre 2020.
- Yiyu Chen, Zhiping Wang, Hanwen Ni, Yong Xu, Qijun Chen e Linjian Jiang, CRISPR/Cas9-mediated base-editing system efficiently generates gain-of-function mutations in Arabidopsis, in Science China Life Sciences, vol. 60, n. 5, 2017, pp. 520-523, DOI:10.1007/s11427-017-9021-5, ISSN 1674-7305.
- (EN) Gain-of-Function Deliberative Process Written Public Comments Oct. 19, 2014, osp.od.nih.gov, Jun. 8, 2016, https://web.archive.org/web/20201022134602/https://osp.od.nih.gov/wp-content/uploads/2013/06/Gain_of_Function_Deliberative_Process_Written_Public_Comments.pdf. URL consultato il 18 settembre 2020 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2020).
Collegamenti esterni
modifica- (EN) Anomalie cromosomiche, su genome.gov.
- (EN) Esempi di mutazioni favorevoli, su gate.net. URL consultato il 17 maggio 2007 (archiviato dall'url originale il 27 settembre 2007).
- (EN) IUPAC Gold Book, "mutation", su goldbook.iupac.org.
- (EN) Gain-of-Function Mutation Experiments Explained, su freethink.com, www.freethink.com. URL consultato il 18 settembre 2020.
