Nueva técnica de edición genética promete un “salto adelante” para modificar el genoma
Redacción Ciencia.- La edición genética es un conjunto de técnicas para modificar el genoma de organismos y la más conocida es CRISPR/Cas9. Ahora, dos estudios describen una nueva herramienta de este tipo que permite insertar, invertir o eliminar secuencias largas de ADN en posiciones del genoma especificadas por el usuario.
La descripción de esta nueva técnica se publica en la revista Nature, en dos artículos liderados por científicos del Instituto Arc, en California, Estados Unidos, y de la Universidad de Tokio, Japón.
El método, según sus responsables, podría tener ventajas sobre los actuales, ya que, entre otras cosas, ofrece la posibilidad de ediciones del genoma a gran escala más precisas y eficientes. Se trata, además, de un enfoque en un solo paso que podría proporcionar una fórmula más sencilla de edición genómica en el futuro.
No obstante, los nuevos trabajos demuestran la edición del genoma en bacterias, por lo que son necesarias más investigaciones para evaluar si la técnica es viable y segura en diferentes especies y tipos celulares.
Las herramientas CRISPR-Cas9 de edición genética tienen un potencial extraordinario, pero no son ni infalibles.
Permiten inactivar genes específicos de forma muy eficiente, generando mutaciones; eso es lo que hacen mejor, pero hay otras tareas, como la sustitución precisa de nucleótidos, de letras del genoma, que resuelven mal, con altas dosis de incertidumbre, explica Lluís Montoliu, investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), quien no participa en estos estudios.
De ahí que se hayan desarrollado las herramientas CRISPR de segunda generación (los editores de bases) y las de tercera generación (los editores de calidad) presentados por David Liu (Instituto Broad, Boston) en 2016 y 2019, respectivamente.
Los editores de bases permiten sustituir un nucleótido con robustez y según ciertas combinaciones posibles, mientras que los editores de calidad permiten introducir, eliminar o invertir pequeñas secuencias de ADN.
Pero la manipulación de grandes segmentos del genoma, para insertarlos, delecionarlos (escindirlos) o invertirlos sigue siendo un reto todavía, con altos niveles de incertidumbre, detalla Montoliu a Science Media Centre España, una plataforma de recursos científicos para periodistas.
Construcción de ‘puentes’
En los nuevos estudios que se publican en Nature, los autores describen una técnica para fabricar recombinasas reprogramables, enzimas clave en la recombinación genética (la recombinación es un proceso biológico que implica el intercambio de segmentos de ADN entre moléculas de ADN, conduciendo a la formación de nuevas combinaciones de material genético).
Estas enzimas están guiadas por una pequeña molécula de ARN -a la que llaman ‘ARN puente’-, que actúa como una pasarela dirigiendo la recombinasa a los sitios diana y facilitando una edición predeterminada.
El equipo de Patrick Hsu en el Instituto Arc da “un salto adelante para la ingeniería genética”, descubriendo el mecanismo de ‘la recombinasa puente’, una herramienta precisa y potente para recombinar y reorganizar el ADN de forma programable, resume un comunicado del citado centro.
La recombinación puente puede modificar universalmente el material genético, permitiendo ‘un procesador de textos’ para el genoma más allá de CRISPR, resume Hsu, también profesor de la Universidad de Berkeley.
Con una mayor exploración y desarrollo, este mecanismo “promete marcar” el comienzo de una tercera generación de sistemas guiados por ARN, yendo más allá de los mecanismos de ‘corte’ de ADN y ARN de CRISPR, entre otras técnicas.
Además, la recombinasa puente une ambas cadenas de ADN sin liberar fragmentos de ADN cortados, lo que evita una limitación clave de las tecnologías de edición del genoma más avanzadas, continúa el comunicado del Instituto Arc.
El mecanismo de recombinación puente resuelve algunos de los problemas fundamentales a los que se enfrentan otros métodos de edición genómica, resume Matthew Durrant, codirector de la investigación.
“La capacidad de reorganizar de forma programable dos moléculas cualesquiera de ADN abre la puerta a grandes avances en el diseño de genomas”.
En el segundo artículo, Hiroshi Nishimasu y su equipo exploran las estructuras de la recombinasa mediante microscopía crioelectrónica, proporcionando un resumen detallado del mecanismo de acción.
