La edición de puentes une físicamente dos cadenas de ADN
Ciencias visuales
Una poderosa forma de maquinaria de edición de ADN descubierta en bacterias podría permitirnos realizar cambios en los genomas mucho mayores de los que son posibles actualmente con técnicas basadas en CRISPR. Sin embargo, aún no está claro si funcionará en células humanas.
Patricio Hsu del Instituto Arc de California llama al nuevo editor del genoma el sistema de “edición puente” porque une físicamente dos fragmentos de ADN. Puede usarse para alterar grandes secciones de un genoma, dice Hsu, cuyo equipo descubrió cómo las secuencias de ADN “parásito” en bacterias usan naturalmente el sistema para replicarse, y cómo podría adaptarse para la edición del genoma.
“Estamos entusiasmados con el potencial de realizar cambios genómicos mucho más amplios más allá de lo que podemos hacer actualmente con CRISPR”, afirma. “Creemos que este es un paso importante hacia una visión más amplia del diseño del genoma”.
Edición de genes CRISPR Ha revolucionado la biología desde que se presentó en 2012. Se utiliza para muchos propósitos diferentes y Los primeros tratamientos basados en CRISPR fueron aprobados el año pasado.. Sin embargo, la forma básica de CRISPR, que utiliza la proteína Cas9, es más un destructor de genes que un editor de genes.
La proteína Cas9 CRISPR estándar consta de dos partes. Una parte se une a una molécula de ARN guía y busca cualquier ADN que coincida con una determinada sección del ARN guía. Como es fácil crear ARN guía personalizados, esto significa que la Cas9 CRISPR se puede “programar” para buscar cualquier parte del genoma.
La segunda parte del CRISPR Cas9 es un cortador que corta el ADN una vez que el Cas9 se ha unido a su sitio objetivo. La célula repara el daño y el Cas9 lo vuelve a cortar, y esto sigue sucediendo hasta que se cometen errores durante las reparaciones, mutando el sitio objetivo de forma dirigida.
Si bien es útil poder mutar sitios específicos, los biólogos preferirían realizar cambios más precisos, por lo que han estado modificando las proteínas CRISPR para editar el ADN directamente en lugar de depender de mecanismos de reparación celular. Los editores básicos, por ejemplo, pueden cambiar una sola letra de ADN por otra Sin cortar el ADN. Los editores principales, por su parte, Puede convertir una sección adicional de ARN guía en ADN. y agregarlo al sitio de destino.
Estas formas modificadas de CRISPR podrían ayudar a tratar una amplia gama de afecciones y ya se están realizando varios ensayos en humanos, pero abordar algunas enfermedades requiere alteraciones genómicas más avanzadas. Muchos equipos de todo el mundo están trabajando en formas de hacerlo. Algunos se dieron cuenta de que el mecanismo utilizado por los parásitos genéticos llamados elementos IS110 para cortarse y pegarse de una parte de un genoma a otra tenía potencial, porque está guiado por ARN como CRISPR, pero el equipo de Hsu es el primero en obtener una imagen completa de cómo funciona.
El sistema de edición de puentes consiste en una proteína llamada recombinasa que se conecta con un ARN guía, como la proteína Cas9 de CRISPR. Lo que lo hace único es que el ARN guía especifica dos secuencias de ADN que buscar, no solo una, descubrió el equipo de Hsu.
Una secuencia especifica el sitio objetivo en el genoma que se va a alterar, al igual que en CRISPR, mientras que la otra especifica el ADN que se va a alterar. Este sistema se puede utilizar para agregar, eliminar o revertir secuencias de ADN de prácticamente cualquier longitud.
Ya existen formas de hacerlo, pero normalmente implican varios pasos y dejan fragmentos adicionales de ADN, llamados cicatrices. “La edición puente no deja cicatrices”, dice Hsu. “Ofrece un nivel de control sin precedentes para la manipulación de genomas”.
Esto significa que podría utilizarse para hacer mucho más que simplemente reemplazar genes defectuosos, dice. También podría ayudarnos a remodelar por completo los genomas de plantas y animales. “Lo que nos gustaría hacer es ir más allá de la inserción de genes individuales para realizar ingeniería genómica a escala cromosómica”, dice Hsu.
“Los descubrimientos reportados son realmente emocionantes y la biología subyacente es realmente notable”, dice Esteban Tang en la Universidad de Columbia en Nueva York, pero hasta ahora solo se ha demostrado que la edición puente funciona en células bacterianas o en tubos de ensayo. Queda por ver si funcionará y qué tan bien en células complejas como las de los humanos, dice Tang. Pero incluso si la edición puente no funciona en las pruebas iniciales en células humanas, es probable que con el tiempo el sistema pueda modificarse para que funcione.
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