CRISPR. Un premio Nobel bien merecido


El último premio Nobel de Química se le otorgó a las doctoras Jennifer Duodna y Emmanuelle Charpentier por el descubrimiento del uso de la herramienta CRISPR-Cas para la edición genómica. Este es un hito con un gran significado biológico, no solo por la importancia de un premio de esa magnitud para dos mujeres (lo cual no es muy frecuente), sino por las posibilidades que se abren.

Jennifer Doudna y Emanuelle Charpentier (CC, The Royal Society, Bianca Fioretti, Hallbauer & Fioretti,)

CRISPR (por sus siglas en inglés: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) fue creado por bacterias hace millones de años como una herramienta de batalla contra los virus (fagos) que las aquejan. Es por ende la parte principal de su sistema inmune, en particular para otorgarles inmunidad adquirida.

Este sistema está compuesto por dos elementos generales: una nucleasa (una proteína que puede cortar ácidos nucléicos) llamada Cas (CRISPR-associated) y una hebra de ARN guía. Dado a que este sistema ha evolucionado por millones de años, existen una multitud de enzimas y ARNs guías en las diferentes especies de bacterias. El 50% de las bacterias y el 90% de las arqueas tienen este sistema.

CRISPR-Cas funciona de una manera inesperada. Como se trata de un sistema de inmunidad adquirida, la bacteria posee una serie de “espaciadores” palindrómicos en su ADN entre los que se encuentran fragmentos aislados de virus que previamente infectaron a la bacteria (la adquisición de estos fragmentos es una historia un poco más complicada). Al infectarse por un virus, se produce un ARN guía a partir de estos fragmentos y sus espaciadores. Este ARN guía forma un complejo con la proteína Cas y siendo complementario a una región específica ADN del virus, lleva a la nucleasa Cas al virus. Esta nucleasa corta el ADN, frenando la reproducción del fago.

                                                 Proteína Cas9. (CC por los National Institutes of Health) 

A partir de estos elementos se creo un sistema sintético en el cual se aislaron los genes de la proteína Cas (hay varias variedades, algunas de ellas cortan específicamente, otras no tan específicamente) y se produjeron los ARNs guías dirigidos al sitio específico del ADN de interés. Estos genes se introducen en células de cualquier especie (se ha logrado introducirlos en diversos vertebrados, incluso en células humanas) para “editar” el genoma de una manera directa. Como podemos crear las guías que de manera artificial, podemos generara una serie gigantesca de guías para muchas de los genes que queremos editar.

Dra. Vilma Maldonado

Dr. Jorge Meléndez-Zajgla

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