INTEGRATE, LA NUEVA HERRAMIENTA CRISPR PARA LA EDICIÓN GÉNICA

Un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, ha desarrollado una nueva herramienta para la edición de genes, llamada INTEGRATE, la cual forma parte de la tecnología CRISPR y permite insertar largas secuencias de ADN en una cadena de este. Este avance podría suponer una gran mejora en el campo de la edición génica. El estudio se ha publicado en la revista Nature.

El desarrollo de esta nueva herramienta ha sido posible gracias al descubrimiento de un gen, presente en la bacteria Vibrio cholerae de forma exclusiva, al cual se le ha denominado gen saltarín. Este gen hace posible la inserción de grandes cargas genéticas en el genoma humano sin provocar roturas en este, algo muy importante.

Para realizar el estudio el equipo ha hecho uso de una, relativamente nueva, técnica de microscopía, la microscopía crioelectrónica. En esta se congela la muestra a observar en nitrógeno líquido y tras ello se bombardea con electrones cuyo recorrido queda recogido en el monitor del microscopio, permitiendo así el estudio de procesos que a primera instancia no se pueden examinar con detalle por estar cambiando. Este sistema fue ganadora del Premio Nobel de Química en el año 2017.
Sam Sternberg, profesor asistente de bioquímica y biofísica molecular en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia, que dirigió la investigación con Israel Fernández, profesor asistente de bioquímica y biofísica molecular en Columbia explica cómo han efectuado la investigación. El equipo empleó esta microscopía para congelar de manera rápida el complejo de edición de genes en acción, mientras actuaba en la bacteria. Obtuvieron imágenes de alta revolución en las cuales los detalles se podían observar de manera increíblemente precisa, permitiendo comprender el funcionamiento de manera minuciosa. Estas imágenes fueron empleadas para desarrolla los modelos de resolución anatómica del sistema INTEGRATE.

Se ha determinado así que el complejo de edición de genes está compuesto por dos módulos principales que se encuentran dispuestos en un filamento helicoidal. El módulo más grande, denominado Cascade, va unido a un ARN guía, y su movimiento giratorio permite examinar el material genético de la célula hasta encontrar la secuencia de ADN complementaria al ARN guía. Tras hallarla se une a ella por medio de las llamadas proteínas de “transposición” de TniQ. Estas se encuentran en el extremo del complejo, y una de sus funciones es la de hacer que otras enzimas que participan en la modificación del ADN actúen en la secuencia.

A pesar de que este funcionamiento es similar al de otros sistemas CRISPR, este guarda una característica que le hace especial y le da un potencial muy interesante. Esta es la capacidad de usar Cascade no para romper la secuencia de ADN donde se quiere insertar la nueva, sino para apuntar al ADN original para conseguir insertar de manera altamente precisa la nueva secuencia.

En este mismo estudio además, el equipo ha demostrado que los resultados obtenidos anteriormente en un estudio previo, los cuales relacionaban CRISPR con la maquinaria de transposición, eran ciertos.

En otras técnicas empleadas actualmente, como la CRISPR-Cas9, la propia célula debe encargarse de reparar el ADN cortado por Cascade, proceso que es difícil de controlar y que puede acarrear muchos efectos colaterales. Que INTEGRATE no conlleve realizar este corte, además de su mayor precisión a la hora de identificar la secuencia de ADN, disminuye las posibilidades de que se cometa un error en la edición.

El desarrollo de esta técnica y de otras es fundamental para el desarrollo de un método de edición seguro y eficaz. Al igual, facilita el camino para su uso en células complejas como las neuronas. Centrarse en este campo de investigación es esencial hoy en día.

Fuentes: Infosalus, 20minutos