Los investigadores del Broad Institute of MIT y Harvard y el McGovern Institute for Brain Research en el MIT han diseñado cambios en el revolucionario sistema de edición del genoma CRISPR-Cas9 que reducen significativamente los errores de edición "fuera del objetivo". La técnica refinada aborda unode los principales problemas técnicos en el uso de la edición del genoma.
El sistema CRISPR-Cas9 funciona realizando una modificación dirigida con precisión en el ADN de una célula. La proteína Cas9 altera el ADN en una ubicación que se especifica mediante un ARN corto cuya secuencia coincide con la del sitio objetivo. Si bien se sabe que Cas9 esaltamente eficiente para cortar su sitio objetivo, un gran inconveniente del sistema ha sido que, una vez dentro de una célula, puede unirse y cortar sitios adicionales que no están dirigidos. Esto tiene el potencial de producir ediciones no deseadas que pueden alterar la expresión génica oeliminar un gen por completo, lo que podría conducir al desarrollo de cáncer u otros problemas. En un artículo publicado en ciencia , Feng Zhang y sus colegas informan que cambiar tres de los aproximadamente 1,400 aminoácidos que componen la enzima Cas9 de S. pyogenes redujo drásticamente la "edición fuera del objetivo" a niveles indetectables en los casos específicos examinados.
Zhang y sus colegas utilizaron el conocimiento sobre la estructura de la proteína Cas9 para disminuir el corte fuera del objetivo. El ADN, que tiene carga negativa, se une a un surco en la proteína Cas9 que tiene carga positiva. Conociendo la estructura, los científicos pudieronpara predecir que reemplazar algunos de los aminoácidos cargados positivamente con neutros disminuiría la unión de las secuencias "fuera del objetivo" mucho más que las secuencias "sobre el objetivo".
Después de experimentar con varios cambios posibles, el equipo de Zhang descubrió que las mutaciones en tres aminoácidos redujeron drásticamente los cortes "fuera del objetivo". Para los ARN guía probados, el corte "fuera del objetivo" era tan bajo como para ser indetectable.
La enzima recién diseñada, que el equipo llama S. pyogenes Cas9 "mejorada" o eSpCas9, será útil para las aplicaciones de edición del genoma que requieren un alto nivel de especificidad. El laboratorio de Zhang está haciendo que la enzima eSpCas9 esté disponible de inmediato para los investigadoresEl equipo cree que el mismo enfoque de cambio de carga funcionará con otras enzimas dirigidas al ADN guiadas por ARN recientemente descritas, incluidas Cpf1, C2C1 y C2C3, que Zhang y sus colaboradores informaron a principios de este año.
La posibilidad de una edición rápida y eficiente del genoma plantea muchas preocupaciones éticas y sociales, dice Zhang, quien habla esta mañana en la Cumbre Internacional sobre Edición Genética en Washington, DC. "Muchas de las preocupaciones de seguridad están relacionadas con efectos fuera del objetivo", dijo." Esperamos que el desarrollo de eSpCas9 ayude a abordar algunas de esas preocupaciones, pero ciertamente no vemos esto como una bala mágica. El campo está avanzando a un ritmo rápido, y todavía hay mucho por aprender.antes de que podamos considerar la aplicación de esta tecnología para uso clínico "
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Materiales proporcionados por Instituto Amplio del MIT y Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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