Se descubren nuevas enzimas CRISPR-Cas
WIKIPEDIA, THOMAS SPLETTSSTOESSERLos microbios usan varios sistemas CRISPR-Cas para la inmunidad, pero es el sistema de clase 2, que normalmente utiliza la nucleasa Cas9, el que se ha adaptado para la edición del genoma. Una búsqueda metagenómica de microbios muestreados del suelo, agua subterránea, un sitio de drenaje ácido de una mina en Colorado y un géiser de Utah ha llevado al descubrimiento de programas CRISPR-Cas de clase 2 adicionales, incluido el primer Cas9 identificado en arqueas y dos pequeñas enzimas Cas en bacterias Los investigadores publicaron sus hallazgos en Nature hoy (22 de diciembre).
“Es genial descubrir oro de la materia oscura metagenómica” dijo Rodolphe Barrangou, quien estudia CRISPR en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y no participó en el estudio. «Hay mucho más en la naturaleza de lo que la gente aprecia».
Aunque CRISPR es quizás más conocido como una herramienta de laboratorio para jugar con secuencias y funciones genéticas, sus orígenes se encuentran en la defensa de los microbios de los invasores. Los científicos…
Durante la última década, Jillian Banfield de la Universidad de California, Berkeley, y sus colegas han estado recolectando microbios de varios lugares, extrayendo su ADN y reconstruyendo sus genomas. El resultado es una colección de genómica a escala de terabase de errores no cultivados, que se extrajo para sistemas CRISPR no descubiertos en el presente estudio. Esperábamos encontrar nuevos sistemas [CRISPR] y pensamos que había una posibilidad razonable dado el tamaño y la diversidad de la base de datos, dijo Banfield a The Scientist.
El equipo de Banfield buscó los genomas para secuencias que estaban cerca de cas1, que codifica una proteína CRISPR conservada, y cerca de repeticiones de secuencias características. Los investigadores encontraron secuencias de Cas9 en dos genomas de arqueas extraídos de la mina Richmond en Iron Mountain, California. Anteriormente, se sabía que las arqueas usaban sistemas CRISPR de clase 1, pero la clase 2 solo se había identificado en bacterias.
Realmente no sabemos cómo funciona, porque eso aún no se ha logrado en el laboratorio, dijo Banfield. . Las arqueas tienen una biología diferente. El hecho de que [mis colaboradores] aún no hayan logrado mostrar su función probablemente signifique que hay componentes del sistema que aún no conocemos.
El grupo también descubrió nuevos tipos de proteínas Cas del agua subterránea y bacterias del suelo. , apodado CasX y CasY. Son realmente pequeños, especialmente CasX, dijo Banfield. Eso significa que es potencialmente más útil.
CasX se compone de solo 980 aminoácidos, mientras que otras enzimas Cas son más grandes. Por ejemplo, el Cas9 comúnmente utilizado de Staphylococcus pyogenes contiene 1368 aminoácidos, mientras que uno más pequeño de S. aureus se compone de 1053 aminoácidos (CasY tiene alrededor de 1200 aminoácidos). Esto es importante desde el punto de vista biotecnológico, porque si se observa desde el punto de vista de la edición del genoma, la entrega de genes pequeños en las células es mucho más fácil que la entrega de genes grandes, dijo Rotem Sorek, del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel, que no participó. en el trabajo.
En asociación con Jennifer Doudna de UC Berkeley, el equipo de Banfields demostró que CasX y CasY son funcionales. Los investigadores introdujeron CRISPR-CasX y CRISPR-CasY en E. coli, descubriendo que podrían bloquear el material genético introducido en la célula.
Esto justifica la investigación de si esto podría hacer la edición del genoma, dijo Barrangou de CasX.
Banfield dijo que el grupo de Doudnas continúa caracterizando la función de estas enzimas.
CasY provino de bacterias dentro de un gran grupo de microbios descrito recientemente llamado Candidate Phyla Radiation, que Banfield trabajó en un árbol de la vida actualizado anteriormente. este año. Agregó que este último estudio es un ejemplo de la forma en que la metagenómica puede aprovechar las riquezas de un universo microbiano que alguna vez estuvo fuera del alcance de los científicos, pero que ahora está a su disposición. Este es un ejemplo de lo que creo que será una avalancha de nuevas proteínas y vías y sistemas que tienen un valor biotecnológico y médico inimaginable.
D. Burstein et al., Nuevos sistemas CRISPR-Cas de microbios no cultivados, Nature, doi:10.1038/nature21059, 2016.
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