Principales avances técnicos de 2019

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La inteligencia artificial aborda las ciencias de la vida

Mire bajo el capó de muchos de los titulares de este año descubrimientos en biología y encontrará el aprendizaje automático, una herramienta que está ganando terreno en las ciencias de la vida gracias a la creciente potencia computacional y la disponibilidad de grandes conjuntos de datos necesarios para la formación. Entre otros avances en 2019, los investigadores informaron sobre el uso exitoso del aprendizaje automático para detectar imágenes en busca de signos de cáncer o infección por patógenos, y para identificar marcadores epigenéticos en muestras de sangre que están asociados con complicaciones vasculares en personas con diabetes. Consulte nuestro número especial sobre IA para obtener más ejemplos de cómo la herramienta está transformando la biología.

La edición de genes espía en las células

ISTOCK, ROCCOMONTOYA

Incluso como computadoras Para asumir más tareas que antes se hacían a mano, los ingenieros están explorando la capacidad del ADN para adoptar una función generalmente asociada con las máquinas: el almacenamiento de información. Este verano, los investigadores en Boston informaron sobre una forma de aprovechar el ADN, junto con la maquinaria de edición de base similar a CRISPR, para hacer un registro de eventos dentro de las células vivas que luego pueden decodificarse mediante secuenciación. El coautor del estudio, Timothy Lu, del MIT, dijo a The Scientist que sus aplicaciones potenciales incluyen la detección de toxinas ambientales y el registro de procesos de desarrollo.

ADN en un chip

MODIFICADO DE ISTOCK.COM, MELETIOS VERRAS

Otro giro creativo en la edición CRISPR-Cas9 que saldrá este año es un dispositivo de detección para secuencias de ADN particulares. Aquí, la enzima Cas9 está unida a un ARN y a un chip de grafeno y está diseñada para no hacer cortes en el ADN. Si el complejo RNA-Cas9 se conecta a su secuencia de ADN objetivo, provoca un cambio en el campo eléctrico de los chips y, por lo tanto, una lectura positiva. Los desarrolladores de chips sugieren que algún día podría usarse para pruebas rápidas de ADN en entornos clínicos.

Un impulso para la precisión de CRISPR

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Entre Las infinitas variaciones de CRISPR que los científicos están diseñando, una desarrollada este año pretende reducir sus efectos fuera del objetivo al evitar roturas de ADN de doble cadena. La técnica, conocida como edición principal, utiliza la misma nucleasa Cas9 que se utiliza con frecuencia en el sistema CRISPR, pero combina la enzima con un ARN guía llamado pegRNA y una transcriptasa inversa que inicia la adición de una nueva secuencia o base en el genoma. Una vez que el nuevo material genético se incorpora a una hebra cortada de ADN, el editor principal corta la hebra sin editar y le indica a la célula que la reconstruya para que coincida con la hebra editada. 

Células madre optimizadas

SERGIY VELYCHKO

Mientras algunos investigadores trabajaban en sus propias variaciones de la edición del genoma, otros hicieron una edición importante de una receta para células madre pluripotentes inducidas. Publicado por primera vez por Shinya Yamanaka (ahora de la Universidad de Kyoto) en 2006, el método sobreexpresa genes para cuatro factores de transcripción en células diferenciadas para restablecerlas a un estado pluripotente, creando lo que se conoce como células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Se pensaba que el más importante de los cuatro factores sobreproducidos era el 4 de octubre. Pero el mes pasado, los investigadores del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular anunciaron que no solo lograron hacer iPSC de ratón sin modificar los niveles de Oct4, sino que el proceso fue más eficiente de esa manera. Si esto funciona en células humanas adultas, será una gran ventaja para las aplicaciones clínicas de las células iPS, escribió Yamanaka en un correo electrónico a The Scientist.

Shawna Williams es editor sénior en The Scientist. Envíele un correo electrónico a swilliams@the-scientist.com o sígala en Twitter @coloradan.