Crispr-Cas9
As tesoiras do genóma
A innovadora técnica CRISPR de modificación do xenoma seguirá protagonizando titulares nos próximos anos, tanto polas posibilidades que ofrece como polas discusións bioéticas que suscita.
A tecnoloxía CRISPR/Cas9 é unha ferramenta molecular utilizada para ?editar? ou ?corrixir? o xenoma de calquera célula, incluíndo as células humanas. Sería análogo a unha tesoira molecular que pode cortar calquera molécula de ADN de maneira precisa e controlada. Esa capacidade permítelle modificar a secuencia, eliminando ou inserindo novo ADN.
En 1987 publicouse un artigo no cal se describía como algunhas bacterias defendíanse das infeccións víricas. Estas bacterias teñen unhas encimas que son capaces de distinguir entre o material xenético da bacteria e o do virus e, posteriormente, destrúen ao material xenético do virus.
Con todo, as bases deste mecanismo non se coñeceron ata que se mapearon os xenomas dalgunhas bacterias e outros microorganismos. Atopouse que unha zona determinada do xenoma de moitos microorganismos, sobre todo arqueas, estaba chea de repeticións palindrómicas (que se len igual ao dereito e ao revés) sen ningunha función aparente. Estas repeticións estaban separadas entre si mediante unhas secuencias denominadas ?espaciadores? que se parecían a outras de virus e plásmidos. Xusto diante desas repeticións e ?espaciadores? hai unha secuencia chamada ?líder? ás que se denominou CRISPR (?Repeticións Palindrómicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaciadas?). Moi preto deste agrupamiento podíanse atopar uns xenes que codificaban para un tipo de nucleasas: os xenes cas.
Cando un virus ingresa na bacteria toma o control da maquinaria celular e para iso interactúa con distintos compoñentes celulares. Pero as bacterias que teñen este sistema de defensa dispoñen dun complexo formado por unha proteína Cas unida ao ARN producido a partir das secuencias CRISPR.
Ao interactuar con este complexo, o material génico do virus é inactivado e posteriormente degradado. Pero o sistema vai máis aló, xa que as proteínas Cas son capaces de tomar unha pequena parte do ADN viral, modificalo e integralo dentro do conxunto de secuencias CRISPR. Desa forma, se esa bacteria (ou a súa descendencia) atópase con ese mesmo virus, agora inactivará de forma moito máis eficiente ao material xenético viral. Trátase, por tanto, dun verdadeiro sistema inmune de bacterias.
Aínda que durante os anos subseguintes continuouse a investigación sobre este sistema, recentemente en 2012 deuse o paso crave para converter este achado biolóxico nunha ferramenta molecular útil no laboratorio. En agosto de 2012 un equipo de investigadores dirixido polas doutoras Emmanuelle Charpentier na Universidade de Umeå e Jennifer Doudna, na Universidade de California en Berkeley, publicou un artigo na revista Science no que se mostraba como converter esa maquinaria natural nunha ferramenta de edición ?programable?, que servía para cortar calquera cadea de ADN in vitro. É dicir, lograban programar o sistema para que se dirixise a unha posición específica dun ADN calquera (non só vírico) e cortáseo.
Desde unha perspectiva molecular podemos dicir que esta ferramenta poderase utilizar para regular a expresión génica, etiquetar sitios específicos do xenoma en células vivas, identificar e modificar funcións de xenes e corrixir xenes defectuosos. Tamén se está xa utilizando para crear modelos de animais para estudar enfermidades complexas como a esquizofrenia, para as que antes non existían modelos animais.
As posibilidades son practicamente inimaxinables. Coa tecnoloxía CRISPR/Cas9 inaugúrase unha nova era de enxeñería xenética na que se pode editar, corrixir ou alterar o xenoma de calquera célula de maneira precisa, fácil, rápida e barata. Cambiar o xenoma significa cambiar o esencial dun ser. Nun futuro relativamente próximo servirá para curar (mediante terapia génica) enfermidades cuxa causa xenética coñézase e que ata agora eran incurables, tales como a Síndrome de Down ou a anemia falciforme. Outra aplicación podería ser a reprogramación das nosas células para que corten o xenoma do VIH.
Con abstracción de consideracións éticas e sociais, esta técnica permitiría tamén modificar os xenomas de embrións humanos.
En 1987 publicouse un artigo no cal se describía como algunhas bacterias defendíanse das infeccións víricas. Estas bacterias teñen unhas encimas que son capaces de distinguir entre o material xenético da bacteria e o do virus e, posteriormente, destrúen ao material xenético do virus.
Con todo, as bases deste mecanismo non se coñeceron ata que se mapearon os xenomas dalgunhas bacterias e outros microorganismos. Atopouse que unha zona determinada do xenoma de moitos microorganismos, sobre todo arqueas, estaba chea de repeticións palindrómicas (que se len igual ao dereito e ao revés) sen ningunha función aparente. Estas repeticións estaban separadas entre si mediante unhas secuencias denominadas ?espaciadores? que se parecían a outras de virus e plásmidos. Xusto diante desas repeticións e ?espaciadores? hai unha secuencia chamada ?líder? ás que se denominou CRISPR (?Repeticións Palindrómicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaciadas?). Moi preto deste agrupamiento podíanse atopar uns xenes que codificaban para un tipo de nucleasas: os xenes cas.
Cando un virus ingresa na bacteria toma o control da maquinaria celular e para iso interactúa con distintos compoñentes celulares. Pero as bacterias que teñen este sistema de defensa dispoñen dun complexo formado por unha proteína Cas unida ao ARN producido a partir das secuencias CRISPR.
Ao interactuar con este complexo, o material génico do virus é inactivado e posteriormente degradado. Pero o sistema vai máis aló, xa que as proteínas Cas son capaces de tomar unha pequena parte do ADN viral, modificalo e integralo dentro do conxunto de secuencias CRISPR. Desa forma, se esa bacteria (ou a súa descendencia) atópase con ese mesmo virus, agora inactivará de forma moito máis eficiente ao material xenético viral. Trátase, por tanto, dun verdadeiro sistema inmune de bacterias.
Aínda que durante os anos subseguintes continuouse a investigación sobre este sistema, recentemente en 2012 deuse o paso crave para converter este achado biolóxico nunha ferramenta molecular útil no laboratorio. En agosto de 2012 un equipo de investigadores dirixido polas doutoras Emmanuelle Charpentier na Universidade de Umeå e Jennifer Doudna, na Universidade de California en Berkeley, publicou un artigo na revista Science no que se mostraba como converter esa maquinaria natural nunha ferramenta de edición ?programable?, que servía para cortar calquera cadea de ADN in vitro. É dicir, lograban programar o sistema para que se dirixise a unha posición específica dun ADN calquera (non só vírico) e cortáseo.
Desde unha perspectiva molecular podemos dicir que esta ferramenta poderase utilizar para regular a expresión génica, etiquetar sitios específicos do xenoma en células vivas, identificar e modificar funcións de xenes e corrixir xenes defectuosos. Tamén se está xa utilizando para crear modelos de animais para estudar enfermidades complexas como a esquizofrenia, para as que antes non existían modelos animais.
As posibilidades son practicamente inimaxinables. Coa tecnoloxía CRISPR/Cas9 inaugúrase unha nova era de enxeñería xenética na que se pode editar, corrixir ou alterar o xenoma de calquera célula de maneira precisa, fácil, rápida e barata. Cambiar o xenoma significa cambiar o esencial dun ser. Nun futuro relativamente próximo servirá para curar (mediante terapia génica) enfermidades cuxa causa xenética coñézase e que ata agora eran incurables, tales como a Síndrome de Down ou a anemia falciforme. Outra aplicación podería ser a reprogramación das nosas células para que corten o xenoma do VIH.
Con abstracción de consideracións éticas e sociais, esta técnica permitiría tamén modificar os xenomas de embrións humanos.
Ningún comentario:
Publicar un comentario