Científicos editan miles de genes a la vez con una herramienta CRISPR actualizada

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Cuando la tecnología de edición de genes CRISPR apareció por primera vez en 2012, predijo un futuro en el que curar enfermedades podría simplemente implicar cortar trozos problemáticos de código genético.

Por supuesto, la innovación raramente es tan directa.

A pesar de lo increíble que es CRISPR, también tiene algunos defectos bastante importantes que superar antes de que pueda cumplir su promesa como una verdadera panacea para las enfermedades humanas.

Un nuevo estudio publicado esta semana en la revista Nature Genetics aborda una complicación de CRISPR.

Los sistemas de edición de genes CRISPR pueden cortar fácilmente muchas piezas de ADN a la vez, pero en realidad la edición de todos esos genes requiere mucho más tiempo.

Ahora, científicos de UCLA han ideado una forma de editar múltiples genes a la vez.

Cuando los científicos usan CRISPR para ingeniería genética, realmente están usando un sistema compuesto por varias partes.

CRISPR es una herramienta tomada del sistema inmune bacteriano.

Cuando un virus invade, el sistema inmune bacteriano envía una enzima como Cas9 al virus y lo corta.

Luego, la bacteria agrega fragmentos cortos de ADN del virus a su propio código, por lo que puede reconocer ese virus rápidamente en el futuro.

Si el virus aparece nuevamente, un ARN guía llevará la enzima Cas9 al lugar correspondiente en el código del virus, donde nuevamente lo cortará.

En CRISPR, cuando se realiza ese corte, los científicos también pueden insertar un nuevo código o eliminar el código, por ejemplo, para corregir las mutaciones genéticas que causan enfermedades en el código antes de repararlo.

Pero entregar ese nuevo código y hacer el parche puede ser especialmente complicado.

Si intenta hacer eso para un montón de células a la vez, Leonid Kruglyak, autor principal del artículo, explicó a Gizmodo, “la gran mayoría de las células terminarán con un combo parche-guía no coincidente”.

En otras palabras, terminará con una gran cantidad de genes rotos en lugar de uno editado.
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Para resolver el problema y acelerar el proceso de edición, los científicos de UCLA conectaron físicamente miles de guías de ARN al código de edición de ADN, asegurando que el lugar correcto en el genoma sea cortado y parchado cada vez.

“Descubrimos cómo conectar físicamente los pares de guías/parches emparejados, y aun así mantener las secuencias lo suficientemente cortas para que podamos hacer muchos miles de ellas de forma económica y eficiente”, dijo.

Para probar la nueva técnica, cultivaron millones de células de levadura dentro de un matraz de fluido, luego usaron CRISPR para entregar un conjunto personalizado de guías y parches emparejados a cada célula.

Alteraron las células de levadura para darles mutaciones genéticas sospechosas de ser dañinas.

“Lo que estamos haciendo es crear una gran biblioteca de células, en la que cada célula contiene exactamente una de una gran cantidad de ediciones deseadas”, dijo Kruglyak.

“Luego podemos examinar esta biblioteca de células para ver qué ediciones tienen los efectos que nos interesan”.

El verdadero beneficio aquí es para la investigación.

En solo cuatro días, los científicos pudieron observar el impacto de 10,000 mutaciones distintas simultáneamente.

Al identificar qué células murieron y cuáles sobrevivieron, obtuvieron una idea de qué genes eran realmente esenciales para la función celular y cuáles no.

“El uso principal es la investigación básica, aunque es fácil visualizar aplicaciones en el diagnóstico genético”, dijo Kruglyak.

Más adelante, dijo, su método podría usarse para determinar si una mutación genética desconocida en un paciente realmente estaba teniendo efectos negativos.

Estudios recientes han explorado la combinación de CRISPR con diferentes enzimas para diferentes propósitos, edición de pares de bases de ADN individuales y edición de ARN.

Al final, CRISPR puede usarse para mucho más que para edición de ADN; podría ser una herramienta multifuncional que también funciona como un biosensor, un detective médico y un instrumento invaluable para investigación básica.

Fuente: Gizmodo