Un investigador de Cornell, que es líder en el desarrollo de un nuevo tipo de sistema CRISPR de edición de genes, y sus colegas han utilizado el nuevo método por primera vez en células humanas, un gran avance en el campo.
El nuevo sistema, llamado CRISPR-Cas3, puede borrar eficientemente grandes extensiones de ADN de un sitio objetivo en el genoma humano, una capacidad que no es fácilmente alcanzable en los sistemas CRISPR-Cas9 más tradicionales. Aunque las aplicaciones robustas pueden estar bien en el futuro,el nuevo sistema tiene el potencial de buscar y borrar virus ectópicos como el herpes simple, Epstein-Barr y la hepatitis B, cada uno de los cuales es una amenaza importante para la salud pública.
"Mi laboratorio pasó los últimos diez años descubriendo cómo funciona CRISPR-Cas3. Estoy encantado de que mis colegas y yo finalmente hayamos demostrado su actividad de edición del genoma en las células humanas", dijo Ailong Ke, profesor de biología molecular y genética y un correspondienteautor de un artículo publicado el 8 de abril en la revista célula molecular . "Nuestras herramientas se pueden hacer para atacar estos virus muy específicamente y luego borrarlos de manera muy eficiente. En teoría, podría proporcionar una cura para estas enfermedades virales".
La tecnología CRISPR-Cas3 también permite a los investigadores escanear el genoma y detectar elementos genéticos no codificantes, que constituyen el 98 por ciento de nuestro genoma pero no se han caracterizado bien. Estos elementos actúan como reguladores que controlan la expresión de proteínas encodificando genes, y se ha descubierto que son fundamentales para la diferenciación celular y la determinación del sexo.
CRISPR-Cas3 podría usarse para detectar eficientemente elementos genéticos no codificantes y borrar secuencias largas de ADN. Una vez borrados, los investigadores pueden mirar para ver qué funciones faltan en un organismo, para determinar el papel de ese elemento genético.
Yan Zhang, profesor asistente de química biológica en la Universidad de Michigan, también es un autor correspondiente del artículo. Los primeros autores son Adam Dolan, un estudiante graduado en el laboratorio de Ke, y Zhonggang Hou, un especialista de laboratorio de investigación en el laboratorio de Zhang.
Los sistemas CRISPR-Cas9 utilizan un ARN bacteriano como pares de guía y reconoce una secuencia de ADN. Cuando se encuentra una coincidencia, el ARN guía dirige las proteínas Cas asociadas a CRISPR a esa cadena precisa de ADN. Una vez ubicada, laLa proteína Cas9 corta el ADN objetivo en el lugar correcto. CRISPR-Cas3 usa el mismo mecanismo para localizar una secuencia específica de ADN, sin embargo, en lugar de cortar el ADN por la mitad, su nucleasa borra el ADN continuamente, hasta por 100 kilobases.
Por primera vez, Ke, Zhang y sus colegas eliminaron con éxito secuencias de hasta 100 kilobases de ADN dirigido en células madre embrionarias humanas y en otro tipo de célula llamada HAP1.
Si bien CRISPR-Cas3 tiene el potencial de una herramienta de edición del genoma más impactante que CRISPR-Cas9, los investigadores están trabajando para controlar cuánto tiempo eliminan una sección. "No podemos definir con precisión los límites de eliminación, y eso esuna deficiencia cuando se trata de terapéutica ", dijo Ke.
Otros contribuyentes incluyeron a Sara Howden, investigadora de la Universidad de Melbourne, y Peter Freddolino, profesor asistente de química biológica y medicina computacional y bioinformática en la Universidad de Michigan.
Se ha presentado una solicitud de patente para esta herramienta de edición del genoma a través del Centro de Licencias de Tecnología.
Ke está financiado por los Institutos Nacionales de Salud NIH. Zhang está financiado por los NIH y la Universidad de Michigan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Krishna Ramanujan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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