En la última década, los investigadores han diseñado una serie de nuevas herramientas que controlan el equilibrio de la herencia genética. Con base en la tecnología CRISPR, estos impulsores genéticos están preparados para trasladarse del laboratorio a la naturaleza, donde están siendo diseñados para suprimir enfermedades devastadoras.como la malaria transmitida por mosquitos, el dengue, el Zika, la chikungunya, la fiebre amarilla y el Nilo occidental. Los impulsores genéticos tienen el poder de inmunizar a los mosquitos contra los parásitos de la malaria o actúan como insecticidas genéticos que reducen las poblaciones de mosquitos.
Aunque se ha demostrado que los impulsores genéticos más recientes se propagan de manera eficiente como se diseñaron en entornos de laboratorio, se han planteado preocupaciones con respecto a la seguridad de liberar dichos sistemas en poblaciones silvestres. Han surgido preguntas sobre la predictibilidad y controlabilidad de los impulsores genéticos y si, una vez permitidosueltos, se pueden recuperar en el campo si se extienden más allá de la región de aplicación prevista.
Ahora, científicos de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han desarrollado dos nuevos sistemas genéticos activos que abordan tales riesgos deteniendo o eliminando los impulsos genéticos en la naturaleza. El 18 de septiembre de 2020 en la revista célula molecular , la investigación dirigida por Xiang-Ru Xu, Emily Bulger y Valentino Gantz en la División de Ciencias Biológicas ofrece dos nuevas soluciones basadas en elementos desarrollados en la mosca común de la fruta.
"Una forma de mitigar los riesgos percibidos de los impulsores genéticos es desarrollar enfoques para detener su propagación o eliminarlos si es necesario", dijo el distinguido profesor Ethan Bier, autor principal del artículo y director científico del Instituto Tata de Genética y Sociedad.. "Ha habido mucha preocupación de que haya tantas incógnitas asociadas con los impulsos genéticos. Ahora hemos saturado las posibilidades, tanto a nivel genético como molecular, y hemos desarrollado elementos atenuantes".
El primer sistema de neutralización, llamado e-CHACR borrado de construcciones que hacen autostop en la reacción en cadena autocatalítica está diseñado para detener la propagación de un impulso genético "disparándole con su propia pistola". Los e-CHACR utilizan la enzima CRISPR que lleva Cas9en un impulso genético para copiarse a sí mismo, mientras muta e inactiva simultáneamente el gen Cas9. Xu dice que un e-CHACR se puede colocar en cualquier parte del genoma.
"Sin una fuente de Cas9, se hereda como cualquier otro gen normal", dijo Xu. "Sin embargo, una vez que un e-CHACR se enfrenta a un impulso genético, inactiva el impulso genético en sus pistas y continúa propagándose a lo largo de varias generaciones'persiguiendo' el elemento impulsor hasta que su función se pierde de la población. "
El segundo sistema de neutralización, llamado ERACR Elemento que invierte la reacción en cadena autocatalítica, está diseñado para eliminar el impulso genético por completo. Los ERACR están diseñados para insertarse en el sitio del impulso genético, donde utilizan el Cas9 del impulso genéticopara atacar cualquier lado del Cas9, cortándolo. Una vez que se elimina el impulso genético, el ERACR se copia a sí mismo y reemplaza el impulso genético.
"Si al ERACR también se le da una ventaja al llevar una copia funcional de un gen que es interrumpido por el impulso genético, entonces corre a través de la línea de meta, eliminando por completo el impulso genético con una determinación inquebrantable", dijo Bier.
Los investigadores probaron y analizaron rigurosamente e-CHACR y ERACR, así como las secuencias de ADN resultantes, con meticuloso detalle a nivel molecular. Bier estima que el equipo de investigación, que incluye modeladores matemáticos de UC Berkeley, gastó aproximadamente 15años de esfuerzo para desarrollar y analizar de manera integral los nuevos sistemas. Aún así, advierte que pueden surgir escenarios imprevistos y que los sistemas neutralizadores no deben usarse con una falsa sensación de seguridad para los impulsores genéticos implementados en el campo.
"Tales elementos de frenado deben desarrollarse y mantenerse en reserva en caso de que sean necesarios, ya que no se sabe si algunas de las raras interacciones excepcionales entre estos elementos y los impulsores genéticos que están diseñados para acorralar podrían tener actividades no deseadas", dijo.dicho.
Según Bulger, los impulsores genéticos tienen un enorme potencial para aliviar el sufrimiento, pero su implementación responsable depende de tener mecanismos de control en su lugar en caso de que surjan consecuencias imprevistas. Los ERACR y los eCHACR ofrecen formas de detener la propagación del impulso genético y, en el caso deERACR, puede potencialmente revertir una secuencia de ADN diseñada a un estado mucho más cercano a la secuencia natural.
"Debido a que los ERACR y e-CHACR no poseen su propia fuente de Cas9, solo se propagarán hasta el impulso genético mismo y no editarán la población de tipo salvaje", dijo Bulger. "Estas tecnologías no son perfectas, peroahora tenemos una comprensión mucho más completa de por qué y cómo los resultados no deseados influyen en su función y creemos que tienen el potencial de ser poderosos mecanismos de control de impulso genético en caso de que surja la necesidad ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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