Los biólogos han descubierto una nueva clase de enzimas, como las proteínas CRISPR, que pueden modificar el ADN, pero es probable que sean más fáciles de usar. Este descubrimiento podría conducir a una «revolución en la tecnología de manipulación del genoma».
Durante la última década, los científicos han adaptado el sistema de enzimas CRISPR que se encuentra en las bacterias para crear un método preciso para editar genes en las células.
Ahora, investigadores del Instituto McGovern de Investigación del Cerebro del MIT, el Instituto Broad y la Universidad de Harvard (EE. UU.) Han descubierto un sistema de proteínas similar: OMEGA (Actividad dirigida por elementos de movilidad obligatoria).
Al igual que las enzimas del sistema CRISPR, en la naturaleza, las moléculas de ADN de cadena omega se dirigen a sitios específicos del genoma, en células bacterianas, con la ayuda de moléculas de ARN.
Sin embargo, los investigadores lo han adaptado para que también funcione en células humanas. Esto significa que se pueden utilizar para modificar genes humanos, por ejemplo, como parte de una terapia génica.
El volumen de proteínas omega es solo del 30%. Las enzimas funcionan en el sistema CRISPR, lo que significa que, en teoría, podrían administrarse a las células con mayor facilidad.
Según los autores del descubrimiento, indica que las proteínas controladas por ARN se encuentran entre las más abundantes en la naturaleza.
Esto podría significar una «revolución en la tecnología de manipulación del genoma», dicen los investigadores.
«Estamos muy emocionados de encontrar estas enzimas programables a gran escala que se han estado escondiendo de nuestros ojos todo el tiempo», dice el profesor. Feng Zhang del Instituto Broad.
«Estos resultados demuestran el apasionante potencial de muchos otros sistemas programables que esperan ser descubiertos y convertidos en tecnologías útiles», añade el investigador.
Los investigadores explicaron que tales enzimas, dirigidas por moléculas de ARN, pueden adaptarse fácilmente a diferentes necesidades. Por ejemplo, las bacterias usan CRISPR para combatir los virus que las atacan, y los biotecnólogos lo usan para atacar genes de su elección.
“Es fácil cambiar la secuencia de enrutamiento y dirigirla a un nuevo objetivo”, señala Soumya Kannan, uno de los autores principales del artículo. «Entonces, una de las preguntas importantes que nos hacemos es si otros sistemas están utilizando este tipo de mecanismos», afirma.
Los científicos informaron que llamaron la atención sobre el nuevo sistema mediante el estudio de proteínas llamadas IscB, que parecían pequeñas enzimas que cortan el ADN.
Luego resultó que para cada una de estas proteínas, hay un pequeño tramo de ARN en la célula que dirige la proteína al lugar correcto en el genoma.
Posteriormente, los investigadores encontraron otras proteínas, IsrB y TnpB, que actúan de manera similar, cuyos genes se encuentran entre los más abundantes en el genoma de las bacterias.
Los genes de todas estas proteínas se encuentran en partes móviles del genoma, dejándolos de vez en cuando para integrarse en otros lugares.
Cada vez, crean un nuevo tramo de ARN de control que los lleva a una ubicación específica en el genoma.
No está del todo claro qué ganan las bacterias con esto.
Los científicos tienen la intención de aprender sobre todas las funciones de las enzimas descritas. Los investigadores también están interesados en la evolución de este tipo de proteína.
La estructura de las proteínas IscB y TnpB indica que son «ancestros» de las enzimas del sistema CRISPR.
«El descubrimiento de todas estas enzimas arroja nueva luz sobre cómo evolucionan los sistemas impulsados por ARN, pero no sabemos de dónde provino la actividad impulsada por el ARN», dice el coautor del descubrimiento, Han Altai Tran.
Los investigadores creen que comprender esto podría abrir el camino para desarrollar más herramientas para ajustar el ADN.
Más información en las páginas:
https://news.mit.edu/2021/new-programmable-gene-editing-proteins-found-outside-crispr-systems-0915
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856 (PAP)
Autor: Marek Mataks
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