Una de las herramientas más poderosas disponibles para los biólogos en estos días es CRISPR-Cas9, una combinación de ARN especializado y proteína que actúa como un bisturí molecular, lo que permite a los investigadores cortar y cortar con precisión piezas del código genético de un organismo.
Pero a pesar de que la tecnología CRISPR-Cas9 ha ofrecido un nivel de control sin precedentes para quienes estudian genética e ingeniería genética, ha habido margen de mejora. Ahora, una nueva técnica desarrollada en Caltech por el estudiante graduado en biología Shashank «Sha» Gandhi en el laboratorio de Marianne Bronner, profesora distinguida de biología y directora del Instituto Beckman, está llevando la accesibilidad CRISPR-Cas9 al siguiente nivel.
En un artículo que aparece en la revista Development , Gandhi y miembros del laboratorio de Bronner describen la nueva técnica, que ha sido diseñada específicamente para desactivar o eliminar genes de un genoma. Esto se conoce como «anulación» de un gen.
La desactivación genética es un método importante para estudiar qué hacen los genes porque los investigadores pueden comparar el comportamiento de una célula que tiene un gen activo con el comportamiento de una célula en la que ese gen ha sido desactivado. CRISPR-Cas9 ya se ha utilizado para esto, generalmente junto con material genético que codifica una proteína fluorescente, lo que facilita la identificación de células de las que se ha eliminado un gen; las células con un gen eliminado brillarán.
Sin embargo, un inconveniente de la técnica es que cada parte de la carga útil que la hace funcionar (la proteína Cas9, el ARN guía y el código de la proteína fluorescente) debe administrarse por separado mediante una técnica llamada electroporación, que abre el membranas de las células zapping con electricidad. Esto puede resultar en que algunas células reciban solo algunas de las piezas. Por lo tanto, una célula podría recibir el código para producir una proteína fluorescente, pero no terminaría con un gen eliminado. O una célula podría terminar con su gen objetivo anulado, pero no tener el código para producir proteína fluorescente . Cualquiera de los dos casos hace que sea más difícil para los investigadores estudiar cómo se comportan las células.
«La llegada de CRISPR ha permitido a personas como Sha y yo trabajar en casi cualquier organismo», dice Bronner. «La advertencia es que no todas las células reciben el mismo cóctel».
Otro problema mayor ha sido que estas combinaciones CRISPR-Cas9 a menudo no funcionaban en las líneas de especies debido a un componente conocido como promotor U6, una secuencia de ADN que le dice a la maquinaria de una célula cuándo y dónde comenzar a producir el ARN guía a partir de un plásmido. , un bucle corto de ADN que se puede introducir fácilmente en las células . Un promotor que funciona en el genoma de una mosca de la fruta no necesariamente funcionará en el de un ratón, por ejemplo.
«El problema con el promotor U6 es que cada especie tiene su propia versión, por lo que si está trabajando en un nuevo sistema, es posible que no tenga un U6 para usar», dice Gandhi.
La nueva herramienta desarrollada por Gandhi y otros investigadores en el laboratorio de Bronner elimina ambos problemas. Mientras que el antiguo CRISPR-Cas9 entregaba cada parte de su carga útil por separado, la nueva herramienta los empaqueta en un solo plásmido. Debido a que el plásmido contiene las tres partes requeridas, se elimina el problema de que una célula reciba solo una o dos de ellas. El diseño del equipo también evita la necesidad de usar un promotor U6, lo que permite la edición basada en CRISPR-Cas9 en múltiples especies.
«Si usa plásmidos para sus experimentos de knockout de CRISPR-Cas9 en un organismo, esta es la mejor manera hasta ahora», dice Gandhi.
Gandhi dice que hay un interés creciente en la herramienta entre otros equipos de investigación.
«De hecho, hemos estado recibiendo solicitudes de todo el mundo de personas interesadas en utilizar estas herramientas en sus investigaciones», dice. «Creo que la herramienta tardará un poco en recuperarse, pero ya hemos recibido muchas solicitudes».
Bronner agrega que su laboratorio está trabajando con Niles Pierce, profesor de bioingeniería y matemáticas aplicadas y computacionales, para desarrollar implementaciones más elaboradas de la herramienta.
«Estamos trabajando para que esta herramienta sea condicional, de modo que pueda decir» Quiero perder el gen X cuando se active el gen Y «, y los resultados parecen realmente prometedores», dice.
El artículo que describe su trabajo, titulado «Un enfoque de plásmido único para la edición del genoma junto con el análisis de linaje a largo plazo en embriones de pollo», aparece en la revista Development .
FUENTE: phys.org
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