15.12: CRISPR
Las tecnologías de edición del genoma permiten a los científicos modificar el ADN de un organismo mediante la adición, eliminación o reorganización de material genético en lugares genómicos específicos. Estos tipos de técnicas podrían utilizarse potencialmente para curar trastornos genéticos como la hemofilia y la anemia de células falciformes. Una herramienta de investigación de edición de ADN, popular y ampliamente utilizada, que podría conducir a curas seguras y eficaces para los trastornos genéticos es el sistema CRISPR-Cas9. CRISPR-Cas9 significa Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas Regularmente Interespaciadas y proteína 9 asociada a CRISPR. Un sistema CRISPR-Cas9 básico consiste en una endonucleasa Cas9 y un pequeño ARN que guía a Cas9 al ADN diana.
Origen
Las secuencias CRISPR se observaron primero en bacterias y más tarde se identificaron en arqueas. Los investigadores descubrieron que el sistema CRISPR-Cas9 ofrece una defensa inmune adaptativa contra los virus invasores. Muchas bacterias y la mayoría de las arqueas capturan secuencias cortas del ADN viral para crear una biblioteca de segmentos de ADN de virus, o matrices CRISPR. Cuando los prokaryotes se vuelven a exponer al mismo virus o clase de virus, las matrices CRISPR se utilizan para transcribir pequeños segmentos de ARN que ayudan a reconocer a los invasores virales y posteriormente destruir el ADN viral con Cas9 o una endonucleasa similar.
Uso de la tecnología CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9 se utiliza comúnmente en el laboratorio para eliminar el ADN e insertar una nueva secuencia de ADN en su lugar. Para lograrlo, los investigadores primero deben crear un pequeño fragmento de ARN llamado ARN guía, con una secuencia corta llamada secuencia de guía que se une a una secuencia de destino específica sobre el ADN genómico. El ARN guía también se puede asociar con Cas9 (u otras endonucleasa como Cpf1). El ARN guía y la proteína Cas9 se administran a una célula de interés donde el ARN guía identifica la secuencia de ADN diana <
La maquinaria de la célula repara las hebras rotas insertando o eliminando nucleótidos aleatorios, haciendo que el gen diana sea inactivo.Alternativamente, se puede introducir una secuencia de ADN personalizada en la célula junto con el ARN guía y Cas9, que sirve como plantilla para la maquinaria de reparación y reemplaza a la secuencia extirpada. Esta es una manera muy eficaz para que los investigadores "saquen" un gen para estudiar sus efectos o reemplazar a un gen para estudiar sus efectos o reemplazar un gen mutado con una copia normal con la esperanza de curar una enfermedad.
Consideraciones éticas y de viabilidad en humanos
Como resultado de las importantes capacidades de modificación genética del sistema CRISPR-Cas9, ha habido un gran debate sobre su uso, especialmente en lo que respecta a la edición de embriones. Un científico chino afirmó recientemente haber creado bebés con genoma editado utilizando la tecnología CRISPR Si bien el número de posibles aplicaciones biotecnológicas para el sistema CRISPR-Cas9 es numeroso, es importante tener en cuenta los retos futuros que puedan surgir como resultado de su uso.
