Proteínas de hace 2.600 millones de años, el hito español
Un equipo de investigadores españoles ha logrado acceder a proteínas ancestrales con la misma capacidad de editar los genes que los sistemas actuales e incluso con mayor variedad.
El hallazgo sustenta en unas proteínas “resucitadas” del sistema CRISPR/Cas. Los datos abren nuevas vías para las llamadas tijeras de edición genética que podrían tener aplicaciones revolucionarias.
De momento, ya están trabajando para corregir el albinismo en células humanas como han adelantado los investigadores de diferentes centros españoles, aunque podrían ampliarse su uso.
Como informa el Centro Superior de Investigaciones Científicas, participante del trabajo, el acrónimo CRISPR es el nombre de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de muchas bacterias que albergan fragmentos de material genético de virus que han infectado a sus antepasados. Esto le permiten reconocer si se repite la infección y defenderse cortando el ADN de los invasores mediante proteínas Cas asociadas a estas repeticiones.
La ciencia desarollo este sistema para servirse, desde hace años, como una herramienta de edición que permite modificar el genoma con una precisión sin precedentes, de forma sencilla y más barata, lo que abre grandes posibilidades para tratar enfermedades congénitas.
“Son necesarios más sistemas CRISPR-Cas”, explicó el genetista Lluís Montoliu, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), uno de los firmantes de la investigación que comenzó en 2018. Para ello, la ciencia ha ido a identificar en los “sitios más recónditos”, desde el desierto de Atacama a Groenlandia, nuevas bacterias que no tengan relación con nosotros a partir de las cuales aislar nuevos sistemas CRISPR, “lo que -dice- ya está dando sus frutos”.
Los investigadores han reconstruido, por primera vez, la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de años hasta la actualidad con el uso de técnicas bioinformáticas. Para ello, seleccionaron un grupo de bacterias más o menos relacionadas evolutivamente de las que se escogió la secuencia del gen Cas9 para introducirla en un ordenador, que calculó hacia atrás cuál podría ser la secuencia de bacterias ancestrales que dio lugar a la variabilidad actual.
Montoliu precisa que no se sabe qué bacterias vivieron en la época de los dinosaurios o mucho más atrás, hasta 2.600 millones de años, pero sí que la secuencia de aminoácidos creada por el ordenador es compatible con las que tenemos hoy en día.
En toda esa línea temporal, el equipo escogió cinco momentos: hace 37 millones de años; 137 millones; 200 millones, 1.000 millones y 2.600 millones para seleccionar las secuencias de aminoácidos a partir de las cuales se sintetizó en un laboratorio la correspondiente molécula de ADN para estudiar y confirmar su funcionalidad.
Esta fue la labor del laboratorio de Montoliu, introducir estas secuencias de CRISPR ancestrales en células humanas en cultivo y comprobar que podían editar el gen que querían como si estuvieran usando un sistema Cas-9 actual.
“Sorprendentemente siguen funcionando como herramientas de edición genética. Las usamos sobre dos genes que cuando están mutados causan albinismo y comprobamos que funcionan”. Ya validado el sistema en células humanas, el siguiente paso sería hacerlo en un modelo animal, como un ratón, y luego verificar su seguridad y eficacia para poder plantear su uso en ensayos clínicos y terapias, apunta Montoliu.
El hallazgo sustenta en unas proteínas “resucitadas” del sistema CRISPR/Cas. Los datos abren nuevas vías para las llamadas tijeras de edición genética que podrían tener aplicaciones revolucionarias.
De momento, ya están trabajando para corregir el albinismo en células humanas como han adelantado los investigadores de diferentes centros españoles, aunque podrían ampliarse su uso.
Como informa el Centro Superior de Investigaciones Científicas, participante del trabajo, el acrónimo CRISPR es el nombre de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de muchas bacterias que albergan fragmentos de material genético de virus que han infectado a sus antepasados. Esto le permiten reconocer si se repite la infección y defenderse cortando el ADN de los invasores mediante proteínas Cas asociadas a estas repeticiones.
La ciencia desarollo este sistema para servirse, desde hace años, como una herramienta de edición que permite modificar el genoma con una precisión sin precedentes, de forma sencilla y más barata, lo que abre grandes posibilidades para tratar enfermedades congénitas.
“Son necesarios más sistemas CRISPR-Cas”, explicó el genetista Lluís Montoliu, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), uno de los firmantes de la investigación que comenzó en 2018. Para ello, la ciencia ha ido a identificar en los “sitios más recónditos”, desde el desierto de Atacama a Groenlandia, nuevas bacterias que no tengan relación con nosotros a partir de las cuales aislar nuevos sistemas CRISPR, “lo que -dice- ya está dando sus frutos”.
Los investigadores han reconstruido, por primera vez, la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de años hasta la actualidad con el uso de técnicas bioinformáticas. Para ello, seleccionaron un grupo de bacterias más o menos relacionadas evolutivamente de las que se escogió la secuencia del gen Cas9 para introducirla en un ordenador, que calculó hacia atrás cuál podría ser la secuencia de bacterias ancestrales que dio lugar a la variabilidad actual.
Montoliu precisa que no se sabe qué bacterias vivieron en la época de los dinosaurios o mucho más atrás, hasta 2.600 millones de años, pero sí que la secuencia de aminoácidos creada por el ordenador es compatible con las que tenemos hoy en día.
En toda esa línea temporal, el equipo escogió cinco momentos: hace 37 millones de años; 137 millones; 200 millones, 1.000 millones y 2.600 millones para seleccionar las secuencias de aminoácidos a partir de las cuales se sintetizó en un laboratorio la correspondiente molécula de ADN para estudiar y confirmar su funcionalidad.
Esta fue la labor del laboratorio de Montoliu, introducir estas secuencias de CRISPR ancestrales en células humanas en cultivo y comprobar que podían editar el gen que querían como si estuvieran usando un sistema Cas-9 actual.
“Sorprendentemente siguen funcionando como herramientas de edición genética. Las usamos sobre dos genes que cuando están mutados causan albinismo y comprobamos que funcionan”. Ya validado el sistema en células humanas, el siguiente paso sería hacerlo en un modelo animal, como un ratón, y luego verificar su seguridad y eficacia para poder plantear su uso en ensayos clínicos y terapias, apunta Montoliu.
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