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La tecnología CRISPR (clustered regularly interspaced short palindormic repeats) es una reciente herramienta de edición del genoma que actúa como unas tijeras moleculares capaces de cortar cualquier secuencia de ADN del genoma de forma específica y permitir la inserción de cambios en la misma.

 
Para manipular secuencias del genoma de organismos vivos destacan actualmente:
• las nucleasas de dedos de zinc (ZFN): proteínas sintéticas cuyas regiones de unión a ADN les permiten cortar el ADN en puntos específicos.
• las nucleasas sintéticas tipo activadoras de transcripción (TALEN)
• las nucleasas de secuencias palindrómicas inversas (CRISPR-Cas): son más eficientes y pueden llegar a más genes que ambas técnicas.

 
El sistema CRISPR-Cas es un mecanismo de defensa procariótico empleado por algunas bacterias para eliminar virus o plásmidos invasivos, estas regiones eran un sistema inmune para microorganismos. El sistema consta de un componente proteico Cas9 con actividad nucleasa, que corta el ADN, un ARN, conocido como ARN guía, que dirige al anterior dominio catalítico hacia la secuencia de ADN que se quiere editar. Cas9 es una nucleasa, una enzima especializada en cortar ADN, con dos sitios de corte activos (HNH y RuvC), uno para cada cadena de doble hélice.

 

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Su funcionamiento es sencillo:
a) el sistema se programa para que vaya a un lugar determinado del genoma de un ser vivo, donde se produce un corte
b) la célula del organismo lo repara, momento en el que se edita
así un sistema bacteriano puede ser transferido a células humanas in vivo y sigue funcionando.
Al administrar la proteína Cas9 y los ARN guía apropiado a una célula, el genoma de esta puede cortarse en los lugares deseados, cuyas secuencias serán complementarias a las de los ARN guía utilizado. Esto permite la eliminación funcional de genes o la introducción de mutaciones (tras la reparación del corte utilizado por la maquinaria celular de reparación del ADN) para estudiar sus efectos.

 
En el 2005, tres grupos de investigación independientes mostraron que algunos de los espaciadores de los CRISPRs se derivan de diversas fuentes de ADN como ADN de fagos y ADN extracromosomal como los plásmidos. Fue el grupo de Francisco J. Mojica de la Universidad de Alicante quién primero se dio cuenta que las secuencias CRISPR y los espaciadores asociados podían formar parte de algún sistema inmune propio de estos microorganismos procarióticos. El microbiólogo se dio cuenta que tenía algo importante delante, pero no consiguió financiación del Gobierno.
Jennifer Doudna y Emmanuell Charpentier habían estado explorando de manera independiente a las proteínas asociadas a CRISPR para aprender cómo las bacterias utilizan a los espaciadores en sus sistemas inmunes. Juntas, estudiaron un sistema CRISPR más simple que se basa en una proteína llamada Cas9. Habían identificado los elementos mínimos de los sistemas descubiertos por Mojica con los que se podría cortar el ADN y abrían en 2012 la puerta a la edición de genomas.
En 2015 Jennifer Doudna y Emmanuell Charpentier recibían el premio “Princesa de Asturias de Investigación”.

 
La curación es una de las aplicaciones de la técnica genética, también la creación de armas biológicas y de niños a la carta. Las secuencias CRISPR, podrían curar el cáncer y crear una industria millonaria. El sistema ha sido modificado para hacer factores de transcripción programables que permiten a los científicos silenciar o activar ciertos genes. Puede revertir síntomas de enfermedad en organismos vivos fue demostrado en marzo de 2014, cuando investigadores del MIT curaron a ratones de desórdenes genéticos del hígado.
Actualmente hay una guerra de patentes entre las investigadoras ganadoras del premio Princesa de Asturias y el investigador del MIT propietario de la mayor parte de la patente.

 

Bibliografía:

• Mojica, Francisco J.M; Almendros, Cristobal; “Los orígenes de CRISPR”, Investigación y Ciencia; Octubre 2017, nº 493

 

• Magnus Lundgren; “CRISPR: methods and Protocols”, Ed. Human Press; 2015

 

• Wikipedia

 

 

Links relacionados:

• La revolución del ADN “National geographic”
http://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/revolucion-del-adn_10762/1

 

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