Nueva técnica de edición genética ofrece un “salto adelante” para cambiar el genoma
Según sus desarrolladores, el método podría tener ventajas sobre las técnicas actuales, ofreciendo ediciones del genoma a gran escala más precisas y eficientes.
La edición genética consiste en un conjunto de técnicas para modificar el genoma de organismos, siendo la más conocida CRISPR/Cas9. Actualmente, dos estudios presentan una nueva herramienta que permite insertar, invertir o eliminar secuencias largas de ADN en posiciones específicas del genoma elegidas por el usuario.
Esta nueva técnica se describe en la revista Nature, en dos artículos dirigidos por científicos del Instituto Arc, en California, Estados Unidos, y de la Universidad de Tokio, Japón.
Según sus desarrolladores, el método podría tener ventajas sobre las técnicas actuales, ofreciendo ediciones del genoma a gran escala más precisas y eficientes. Además, se trata de un enfoque de un solo paso que podría simplificar la edición genómica en el futuro.
Sin embargo, los estudios actuales demuestran la edición del genoma en bacterias, por lo que se necesitan más investigaciones para evaluar la viabilidad y seguridad de la técnica en diferentes especies y tipos celulares.
Las herramientas CRISPR-Cas9 tienen un gran potencial, pero no son infalibles. Permiten inactivar genes específicos de manera muy eficiente, generando mutaciones, aunque otras tareas, como la sustitución precisa de nucleótidos, presentan más incertidumbres, explica Lluís Montoliu, investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), quien no participa en estos estudios.
Por ello, se han desarrollado las herramientas CRISPR de segunda generación (los editores de bases) y de tercera generación (los editores de calidad) presentadas 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.
No obstante, la manipulación de grandes segmentos del genoma para insertarlos, eliminarlos o invertirlos sigue siendo un desafío 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 publicados 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, formando nuevas combinaciones de material genético.
Estas enzimas están guiadas por una pequeña molécula de ARN, llamada ‘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 describe este avance como “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.
La recombinación puente puede modificar universalmente el material genético, permitiendo ‘un procesador de textos’ para el genoma más allá de CRISPR, explica Hsu, también profesor de la Universidad de Berkeley.
Con mayor exploración y desarrollo, este mecanismo “promete marcar el comienzo de una tercera generación de sistemas guiados por ARN”, superando 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 cortados, evitando 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.
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