Ryan realizza sogni scientifici nel progetto di editing genetico del campus

La studentessa di chimica Cassidy Ryan ha trascorso quest'estate nel campus utilizzando tecniche di editing genetico per modificare i geni degli organismi viventi nella speranza di migliorare la sua comprensione della funzione genetica - un progetto sostenuto dalle donazioni degli ex studenti.

Con un vivo interesse per la scienza e la matematica, Cassidy Ryan desidera da tempo una carriera come scienziata. Queste aspirazioni stanno diventando possibili attraverso la ricerca universitaria e le imprese accademiche presso Rose-Hulman.

La laureata in chimica (con una laurea in ingegneria chimica) ha trascorso quest'estate utilizzando tecniche di editing genetico per modificare i geni degli organismi viventi nella speranza di migliorare la sua comprensione della funzione genetica. Sbloccare questa conoscenza potrebbe anche consentire agli scienziati di sviluppare modi per trattare una varietà di malattie genetiche o acquisite e avere un impatto sull’agricoltura e sulla biotecnologia.

All'interno del laboratorio dei progetti speciali del Dipartimento di ingegneria chimica di Olin Hall, Ryan ha utilizzato il sistema di editing genomico più utilizzato, CRISPR/Cas9, per tagliare la sequenza del DNA di un organismo, consentendo la rimozione del DNA esistente e l'inserimento di DNA sostitutivo.

Il processo di editing genetico in più fasi inizia con l'introduzione dell'enzima nucleasi Cas9 e guida l'RNA nelle cellule. L'RNA guida si lega a una sequenza specifica di DNA, che dice all'enzima Cas9 esattamente dove tagliare il DNA. Nel sito tagliato, il DNA originale può essere sostituito con nuovo DNA durante la riparazione, consentendo cambiamenti in un organismo che potrebbero aiutare, ad esempio, a sviluppare colture più nutrienti o a debellare malattie infettive.

"È una sfida creare nuovi protocolli in quest'area relativamente nuova della scienza", ha riconosciuto la professoressa associata di ingegneria chimica Irene Reizman, PhD, che è anche la cattedra Alfred R. Schmidt Endowed per l'eccellenza nell'insegnamento. In qualità di consulente accademico della facoltà di Ryan, pensava che un progetto di ricerca estivo nel suo laboratorio sarebbe stata una grande opportunità educativa. Il laboratorio ha studenti universitari che sviluppano biosensori a cellule intere per ridurre la formulazione di sottoprodotti nelle fermentazioni industriali e in altre applicazioni.

Ryan era pronto per la sfida, affermando: “Questo è ciò che amo fare, mettere le mani nella scienza. Quando il dottor Reizman mi ha parlato di questo progetto, non vedevo l’ora di iniziare.”

Ci sono voluti cinque tentativi per ottenere un progresso significativo quando ha amplificato con successo le molecole di DNA utilizzando la reazione a catena della polimerasi e poi ha verificato che fossero corrette separandole utilizzando la corrente elettrica, un processo chiamato elettroforesi.

"Una volta completato il layup della ricerca, sapevo di avere qualcosa e stavo arrivando", ha detto Ryan, indossando un camice bianco da laboratorio e guanti blu usa e getta mentre lavorava in laboratorio alle fasi successive del progetto. “Mi piace lavorare sulle cose, risolvere i problemi e ottenere connessioni ottimali per tutti i diversi passaggi. Faccio le cose un passo alla volta, un giorno alla volta. Se ci sono più successi che fallimenti e si stanno facendo progressi, sono soddisfatto”.

Questo progetto di ricerca sull'editing genetico è sostenuto da un fondo di ricerca di ingegneria chimica fornito dall'alunno di ingegneria chimica del 1968 Cecil Witherbee e da sua moglie Sherry. Il fondo sostiene altri studenti di ingegneria chimica nei progetti estivi. Gli ex studenti hanno pubblicato articoli di ricerca su riviste accademiche e sono stati presentati in conferenze universitarie, fornendo le basi per frequentare la scuola di specializzazione.

L'interesse di Ryan per la scienza si è sviluppato presto quando era studente di scuola superiore a Hoffman Estates, Illinois, un sobborgo di Chicago. Durante il suo primo anno ha fatto la sua prima visita a Rose-Hulman dopo aver appreso della reputazione dell'istituto come leader nazionale nell'istruzione universitaria in scienza, tecnologia, ingegneria e matematica.

“Mio padre ha detto che dovevo visitare Rose-Hulman poiché era tenuto in grande considerazione come college STEM. Sono rimasta colpita e non vedevo l'ora di cogliere ogni occasione per tornare a trovarci”, ha osservato. "Sono sempre stato una persona con una mentalità scientifica e matematica e sapevo che Rose-Hulman era adatto a me."