Durante 3 mil millones de años, uno de los principales portadores de información necesaria para la vida, el ARN, ha tenido una falla que crea errores al hacer copias de la información genética. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una solución que permite que el ARNcorregido con precisión por primera vez. El nuevo descubrimiento, publicado el 23 de junio en la revista ciencia , aumentará la precisión en la investigación genética y podría mejorar dramáticamente la medicina basada en la composición genética de una persona.
Ciertos virus llamados retrovirus pueden hacer que el ARN haga copias de ADN, un proceso llamado transcripción inversa. Este proceso es notoriamente propenso a errores porque un antepasado evolutivo de todos los virus nunca tuvo la capacidad de copiar con precisión material genético.
La nueva innovación diseñada en UT Austin es una enzima que realiza la transcripción inversa pero que también puede "revisar" o verificar su trabajo mientras copia el código genético. La enzima permite, por primera vez, copiar grandes cantidades de información de ARNcon una precisión casi perfecta.
"Creamos un nuevo grupo de enzimas que pueden leer la información genética dentro de las células vivas con una precisión sin precedentes", dice Jared Ellefson, becario postdoctoral en el Centro de Sistemas y Biología Sintética de UT Austin. "Pasado por alto por la evolución, nuestra enzima puede corregirerrores al copiar ARN "
La transcripción inversa se asocia principalmente con retrovirus como el VIH. En la naturaleza, la incapacidad de estos virus para copiar el ADN con precisión puede haber ayudado a crear variedad de especies con el tiempo, contribuyendo a la complejidad de la vida tal como la conocemos.
Desde que descubrieron la transcripción inversa, los científicos la han utilizado para comprender mejor la información genética relacionada con enfermedades hereditarias y otros aspectos de la salud humana. Aún así, la naturaleza propensa a errores de la secuenciación de ARN existente es un problema para los científicos.
"Con la corrección de pruebas, nuestra nueva enzima aumenta la precisión y la fidelidad de la secuenciación de ARN", dice Ellefson. "Sin la capacidad de leer fielmente el ARN, no podemos determinar con precisión el funcionamiento interno de las células. Estos errores pueden conducir a datos engañosos en la investigaciónlaboratorio y posible diagnóstico erróneo en el laboratorio clínico "
Ellefson y el equipo de investigadores diseñaron la nueva enzima utilizando la evolución dirigida para entrenar una ADN polimerasa de alta fidelidad corrección de pruebas para usar plantillas de ARN. La nueva enzima, llamada RTX, conserva la función de corrección altamente precisa y eficiente, mientras copia ARNLa precisión se mejora al menos tres veces, y puede ser hasta 10 veces más precisa. Esta nueva enzima podría mejorar los métodos utilizados para leer el ARN de las células.
"A medida que avanzamos hacia una era de medicina personalizada donde las transcripciones de todos se leerán casi tan fácilmente como tomar un pulso, la precisión de la información de la secuencia será cada vez más importante", dijo Andy Ellington, profesor de biociencias moleculares ".La importancia de esto es que ahora también podemos copiar grandes cantidades de información de ARN que se encuentra en los genomas modernos, en forma de transcripciones de ARN que codifican casi todos los aspectos de nuestra fisiología. Esto significa que los diagnósticos basados en información genómica son mucho más probablesser preciso. "
Además de Ellefson y Ellington, los autores incluyen a Jimmy Gollihar, Raghav Shroff, Haridha Shivram y Vishwanath Iyer. Todos están afiliados al Departamento de Biociencias Moleculares de la Universidad de Texas en Austin.
Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, Becarios de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de Seguridad Nacional, NASA y la Fundación Welch. Se presentó una patente provisional sobre la nueva secuencia de la enzima.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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