Todos hablan de CRISPR-Cas. Este método biotecnológico ofrece una forma relativamente rápida y fácil de manipular genes individuales en las células, lo que significa que pueden eliminarse, reemplazarse o modificarse con precisión. Además, en los últimos años, los investigadores también han estado utilizando tecnologías basadasen CRISPR-Cas para aumentar o disminuir sistemáticamente la actividad de genes individuales. Los métodos correspondientes se han convertido en el estándar mundial en muy poco tiempo, tanto en investigación biológica básica como en campos aplicados como el fitomejoramiento.
Hasta la fecha, en su mayor parte, los investigadores solo podían modificar un gen a la vez utilizando el método. En ocasiones, lograron dos o tres de una vez; en un caso particular, pudieron editar siete genes simultáneamente. Ahora, El profesor Randall Platt y su equipo del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de ETH Zurich en Basilea han desarrollado un proceso que, como demostraron en experimentos, puede modificar 25 sitios objetivo dentro de los genes en una célula a la vez.no fueron suficientes, este número se puede aumentar aún más, hasta docenas o incluso cientos de genes, como señala Platt. En cualquier caso, el método ofrece un enorme potencial para la investigación biomédica y la biotecnología ". Gracias a esta nueva herramienta, nosotros y otroslos científicos ahora pueden lograr lo que solo podíamos soñar en el pasado "
Dirigido, reprogramación celular a gran escala
Los genes y las proteínas en las células interactúan de muchas maneras diferentes. Las redes resultantes que comprenden docenas de genes aseguran la diversidad celular de un organismo. Por ejemplo, son responsables de diferenciar las células progenitoras en células neuronales y células inmunes ". Nuestro método nos permite, porla primera vez, para modificar sistemáticamente redes genéticas completas en un solo paso ", dice Platt.
Además, allana el camino para una programación celular compleja a gran escala. Se puede usar para aumentar la actividad de ciertos genes, mientras se reduce la de otros. El momento de este cambio en la actividad también se puede controlar con precisión.
Esto es de interés para la investigación básica, por ejemplo, para investigar por qué varios tipos de células se comportan de manera diferente o para el estudio de trastornos genéticos complejos. También será útil para la terapia de reemplazo celular, que consiste en reemplazar células dañadas por células sanas. En esteEn este caso, los investigadores pueden utilizar el método para convertir las células madre en células diferenciadas, como las células neuronales o las células beta productoras de insulina, o viceversa, para producir células madre a partir de células de la piel diferenciadas.
La doble función de la enzima Cas
El método CRISPR-Cas requiere una enzima conocida como Cas y una pequeña molécula de ARN. Su secuencia de nucleobases sirve como una "etiqueta de dirección", que dirige la enzima con la máxima precisión a su sitio designado de acción en los cromosomas. Científicos de ETHhan creado un plásmido, o una molécula de ADN circular, que almacena el modelo de la enzima Cas y numerosas moléculas de dirección de ARN, organizadas en secuencias: en otras palabras, una lista de direcciones más larga. En sus experimentos, los investigadores insertaron este plásmido en células humanas, lo que demuestra que varios genes pueden modificarse y regularse simultáneamente.
Para la nueva técnica, los científicos no utilizaron la enzima Cas9 que ha aparecido en la mayoría de los métodos CRISPR-Cas hasta la fecha, sino la enzima Cas12a relacionada. No solo puede editar genes, sino que también puede cortar la larga "lista de direcciones de ARN""en" etiquetas de dirección individuales "al mismo tiempo. Además, Cas12a puede manejar moléculas de dirección de ARN más cortas que Cas9". Cuanto más cortas son estas secuencias de direccionamiento, más de ellas podemos caber en un plásmido ", dice Platt.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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