Los nuevos y poderosos métodos de ingeniería genética han dado a los científicos el potencial de revolucionar varios sectores de urgencia global.
Los llamados impulsores genéticos, que aprovechan la tecnología CRISPR para influir en la herencia genética, conllevan la promesa de una rápida propagación de rasgos genéticos específicos en las poblaciones de una especie determinada. Por ejemplo, se están diseñando tecnologías de impulso genético aplicadas en insectos para detener lapropagación de enfermedades devastadoras como la malaria y el dengue al evitar que los mosquitos huéspedes se infecten. En los campos agrícolas, se están desarrollando impulsores genéticos para ayudar a controlar o eliminar las plagas de cultivos que dañan económicamente.
Pero junto con la capacidad de alterar poblaciones, se han planteado preocupaciones con respecto a los efectos a largo plazo de estas nuevas tecnologías transformadoras en la naturaleza. Investigadores y especialistas en ética han expresado preguntas sobre cómo los impulsores genéticos, una vez liberados en una población regional, podríanmantenerse bajo control si es necesario.
Ahora, investigadores de la Universidad de California en San Diego, el Instituto Tata de Genética y Sociedad TIGS de UC San Diego y sus colegas de UC Berkeley han desarrollado un nuevo método que proporciona más control sobre las liberaciones de impulsores genéticos. Detalles del nuevo"split drive" se publican el 5 de marzo en las revistas Comunicaciones de la naturaleza y eLife .
Los impulsores de genes más comunes emplean un sistema de dos componentes que presenta una enzima de corte de ADN llamada Cas9 y un ARN guía o gRNA que se dirige a cortes en sitios específicos del genoma. Después del corte de Cas9 / gRNA, elel impulso genético, junto con la carga que transporta, se copia en el sitio de ruptura a través de un proceso de reparación del ADN.
Si bien los impulsores genéticos clásicos están diseñados para propagarse de manera autónoma, el sistema recientemente desarrollado está diseñado con controles que separan los procesos de implementación genética. El sistema de impulso dividido consiste en un componente Cas9 no propagable insertado en una ubicación en el genoma y un segundoelemento genético que puede copiarse a sí mismo, junto con un rasgo beneficioso, en un sitio separado. Cuando ambos elementos están presentes juntos en un individuo, se crea un "impulso genético activo" que propaga el elemento que lleva el rasgo beneficioso a la mayor parte de susSin embargo, cuando está desacoplado, el elemento que lleva el rasgo beneficioso se hereda según las reglas genéticas generacionales típicas, o frecuencias mendelianas, en lugar de propagarse sin restricciones.
como se describe en el Comunicaciones de la naturaleza papel, al crear leves costos de aptitud que eventualmente eliminan la enzima Cas9 de la población, el sistema de impulsión dividida aumenta enormemente el control y la seguridad de los despliegues genéticos.
"Estudiar impulsos en genes esenciales no es una idea nueva, per se, pero observamos que ciertas situaciones de división podían distribuir una carga de manera efectiva en una primera introducción sin dejar rastro de Cas9 después de algunas generaciones, así como algunaserrores en el proceso de reparación del ADN que se diluyeron rápidamente ", dijo Gerard Terradas, primer autor de la Comunicaciones de la naturaleza artículo y becario postdoctoral en la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego.
El Comunicaciones de la naturaleza el artículo también detalla las ventajas sobre cómo el público percibe los impulsores genéticos, ya que los esfuerzos para alterar las poblaciones silvestres podrían diseñarse de manera flexible en una variedad de formas según el resultado deseado.
El nuevo sistema de impulso dividido sigue una investigación anunciada en septiembre en la que los investigadores de UC San Diego lideraron el desarrollo de dos nuevas estrategias de neutralización genética activa que están diseñadas para detener o inactivar los impulsores genéticos liberados en la naturaleza.
"Esperamos que las características de diseño flexible que hemos desarrollado sean ampliamente aplicables al permitir enfoques personalizados para controlar insectos vectores y plagas en diversos contextos", dijo Ethan Bier, profesor distinguido de UC San Diego, autor principal del Comunicaciones de la naturaleza director de estudios y ciencias de TIGS-UC San Diego.
"Estos artículos seminales reflejan un tremendo esfuerzo y fructíferas colaboraciones entre UC, para demostrar nuevas arquitecturas de impulso genético para mitigar la formación de alelos resistentes al tiempo que proporcionan un medio seguro y confinado para la modificación de poblaciones silvestres", dijo el profesor asociado de UC San DiegoOmar Akbari, autor principal del eLife estudio.
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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