La proteína anti-CRISPR reduce los efectos no deseados
SHIN ET AL., SCIENCE ADVANCES En diciembre pasado, dos grupos de científicos publicaron sus descubrimientos de varias proteínas que podrían bloquear la actividad de CRISPR-Cas9. En un estudio publicado hoy (12 de julio) en Science Advances, los investigadores han utilizado uno de esos agentes anti-CRISPR para reducir los efectos secundarios en la edición del genoma mediada por Cas9 en células humanas.
“Los CRISPR han sido reconocidos como sistemas inmunitarios bacterianos durante algún tiempo y, por supuesto, uno de los temas bastante comunes en biología es que si algo desarrolla un arma, el objetivo desarrollará una defensa” dice el coautor del estudio Jacob Corn, profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de California, Berkeley. “Resulta que. . . los fagos han desarrollado formas de luchar contra los sistemas CRISPR, y esas son estas proteínas anti-CRISPR».
Para estudiar el mecanismo detrás de una de estas proteínas anti-CRISPR, AcrIIA4, que fue co- descubierto por el colaborador de Corn, Joseph…
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A través de un esfuerzo de varios laboratorios, los investigadores descubrieron que esta proteína anti-CRISPR funcionaba uniéndose a un bolsillo en la enzima Cas9 donde el ADN normalmente se une, impidiendo que acceda al ADN.
El equipo también examinó la eficacia de este sistema para la edición de genes en células humanas utilizando ARN guía para el gen factor de crecimiento endotelial vascular A, que es conocido por sus efectos fuera del objetivo, y el gen de la hemoglobina, que el laboratorio de Corns está utilizando para investigar formas de corregir las mutaciones detrás de la enfermedad de células falciformes.
Este análisis reveló que al ajustar el momento en que Se agregó AcrIIA4 o Cas9 a un ensayo, los investigadores podrían bloquear preferentemente el efecto fuera del objetivo. ts. Descubrimos que si agrega previamente AcrIIA4 y luego agrega Cas9, ha bloqueado completamente la edición de genes, dice Corn. Pero si lo retrasa un poco, seis horas más o menos, entonces realmente no hay un gran impacto en la actividad del objetivo.
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Aunque el trabajo y los resultados fueron muy impresionantes e importantes, no fueron particularmente sorprendentes, dice Erik Sontheimer, profesor del Instituto Terapéutico de ARN de la Universidad de Massachusetts. Sontheimer no participó en el estudio, pero es cofundador de Intellia Therapeutics, junto con la coautora del estudio Jennifer Doudna de la Universidad de California, Berkeley, y la compañía está utilizando una proteína anti-CRISPR que Sontheimer co-descubrió (no AcrIIA4). Esta es una forma muy lógica de que actúe una proteína anti-CRISPR. [Este] mecanismo. . . ha sido bien establecida previamente en otros sistemas, y el mimetismo del ADN por una proteína inhibidora de la nucleasa del fago se ha observado antes.
Alan Davidson, un genetista molecular de la Universidad de Toronto que no participó en el trabajo, pero también colabora con algunos de los autores de los estudios, señala que recientemente se publicaron dos artículos muy similares en Nature este abril y Molecular Cell en junio. Básicamente, hay la misma estructura, las mismas proteínas y las mismas conclusiones, dice Davidson, quien fue asesor de posgrado de Bondy-Demonys y cuyo nombre está en una patente, junto con Sontheimer, para otros tres compuestos anti-CRISPR. Creo que la única [diferencia] es que el artículo Science Advances tiene algunos datos sobre la edición del genoma, [demuestra que] expresar el anti-CRISPR mientras se edita el genoma podría reducir los efectos no deseados .
La rápida sucesión de estos documentos ilustra que es un campo muy competitivo, añade Davidson. Para mí, el aspecto más destacado de estos artículos, particularmente el que salió en Nature, fue la tremenda velocidad [del trabajo]. Teniendo en cuenta que los descubrimientos iniciales de las proteínas anti-CRISPR solo se publicaron en diciembre pasado, dice, estos estudios se realizaron a un ritmo increíblemente rápido.
Es probable que estas proteínas anti-CRISPR sean una genética útil, y tal vez clínica, herramienta. Estas proteínas no solo ayudarán a reducir los efectos no deseados, sino que también podrían ser una forma efectiva de controlar los efectos no deseados, dice Corn. Por ejemplo, varios métodos de terapia génica pueden dejar Cas9 activo en las células de los pacientes, que los médicos desearían desactivar. Es absolutamente fundamental tener un interruptor de encendido para la edición de genes, pero es igual de importante tener un interruptor de apagado, agrega.
Antes de que algo de eso suceda, sin embargo, hay mucha eficacia importante y [investigaciones] de seguridad que aún deben realizarse, dice Corn. Por ejemplo, los científicos deben comprender cuál será la respuesta inmunitaria humana a estas proteínas anti-CRISPR, porque provienen de virus bacterianos. Estamos puramente en modo de investigación con las proteínas anti-CRISPR, agrega. Quién sabe qué otras herramientas hay por ahí esperando a que las encontremos.
J. Shin et al, Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic, Science Advances, doi:e1701620, 2017.
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