Se descubren posibles nuevas herramientas de edición de genes

En la imagen: Crédito: CC0 Public Domain

 

Pocos desarrollos han sacudido el mundo de la biotecnología o generado tanta expectación como el descubrimiento de los sistemas CRISPR-Cas, un gran avance en la edición de genes reconocido en 2020 con un Premio Nobel. Pero estos sistemas que ocurren naturalmente en las bacterias son limitados porque solo pueden hacer pequeños ajustes a los genes. En los últimos años, los científicos descubrieron un sistema diferente en las bacterias que podría conducir a métodos aún más poderosos para la edición de genes, dada su capacidad única para insertar genes o secciones completas de ADN en un genoma.

 

Una nueva investigación de la Universidad de Texas en Austin amplía drásticamente la cantidad de versiones naturales de este sistema, lo que brinda a los investigadores una gran cantidad de nuevas herramientas potenciales para la edición de genes a gran escala.

 

Otros científicos habían identificado grupos de genes que utilizan CRISPR para insertarse en diferentes lugares del genoma de un organismo, denominados transposones asociados a CRISPR (CAST). Trabajos anteriores han demostrado que se pueden usar para agregar un gen completo o una gran secuencia de ADN al genoma, al menos para las bacterias.

 

Ahora, un equipo liderado por Ilya Finkelstein y Claus Wilke en UT Austin ha expandido el número de CAST probables de alrededor de una docena a casi 1,500. Publicaron sus resultados esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

 

"Con CAST, podríamos potencialmente insertar muchos genes, llamados 'casetes de genes', que codifican múltiples funciones complicadas", dijo Finkelstein, profesor asociado de biociencias moleculares, quien concibió y dirigió la investigación. Entre otras cosas, esto abre la posibilidad de tratar enfermedades complejas asociadas con más de un gen.

 

La investigadora de CRISPR y premio Nobel Jennifer Doudna ha predicho que los CAST serán un elemento crítico en la expansión de la caja de herramientas de los ingenieros genéticos, permitiendo introducir "cualquier cambio, en cualquier ubicación genética, en cualquier organismo" dentro de la década, según Ingeniería Genética y Biotecnología. Noticias.

 

Usando la supercomputadora Stampede2 en el Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC), el equipo examinó la base de datos más grande del mundo de fragmentos de genoma de microbios que aún no se han cultivado en el laboratorio o secuenciado por completo.

"Sin los recursos de TACC, esto hubiera sido imposible", dijo Wilke, profesor y presidente del Departamento de Biología Integrativa, quien dirigió la parte de ingeniería de datos del proyecto.

 

Estima que si la búsqueda se hubiera realizado en una potente computadora de escritorio, habría llevado años. En cambio, con una de las supercomputadoras de la universidad, el análisis final se completó en unas pocas semanas. Tres estudiantes de posgrado, James Rybarski, Kuang Hu y Alexis Hill, trabajaron a tiempo completo en varios aspectos del proyecto durante casi dos años.

 

"El término para esto es bioprospección", dijo Finkelstein. "Fue como examinar una gran cantidad de limo y basura para encontrar una pepita de oro ocasional".

El equipo de UT Austin encontró 1476 nuevos CAST putativos, incluidas tres familias nuevas, duplicando el número de familias conocidas. Ya han verificado experimentalmente varios de estos y planean continuar probando más. En última instancia, Finkelstein predice que la mayoría resultará ser verdaderos CAST.

 

"Si solo tiene un puñado [de CAST], es poco probable que tenga los mejores que existen", dijo Wilke. "Al tener más de mil, podemos comenzar a descubrir cuáles son más fáciles de trabajar o más eficientes o precisos. Es de esperar que haya nuevos sistemas de edición de genes que puedan hacer las cosas mejor que los sistemas que teníamos antes".

 

A corto plazo, Finkelstein dijo que muchos de estos nuevos sistemas deberían ser adaptables a las bacterias de ingeniería genética. El desafío a largo plazo, dijo Finkelstein, es "domesticar" los sistemas para que funcionen en nuestras células.

 

"El santo grial es hacer que esto funcione en células de mamíferos", dijo Finkelstein.

 

Publicación: 6/diciembre/2021

Fuente:
Phys.org

Tags de búsqueda: Genes, Edición genética, CRISPR, CAST, Biotecnología, Biología molecular, Genética, ADN, Modificación, Bacterias, Microbiología, Ciencia, Tecnología, Avance, Actualidad, Investigación