Los científicos han desenterrado 188 tipos de sistemas CRISPR previamente desconocidos enterrados en los genomas de microorganismos simples. Mejor conocida como una poderosa herramienta de edición de genes, CRISPR en realidad proviene de un sistema de defensa incorporado que se encuentra en bacterias y microbios simples llamados arqueas. Los sistemas CRISPR incluyen pares de “tijeras moleculares” llamadas enzimas Cas, que permiten a los microbios cortar el ADN de los virus que los atacan. La tecnología CRISPR aprovecha estas tijeras para cortar genes del ADN y pegar genes nuevos.
El nuevo estudio, publicado el 23 de noviembre en la revista Science, amplía la diversidad conocida de los sistemas CRISPR en microorganismos y podría abrir nuevas vías para la edición genética precisa con menos efectos “fuera del objetivo”, dijeron los investigadores. El equipo descubrió los nuevos sistemas CRISPR escaneando millones de genomas de microorganismos utilizando un algoritmo llamado agrupamiento rápido basado en hash sensible a la localidad, o FLSHclust (pronunciado “flash clust”). El algoritmo funciona agrupando de manera muy eficiente objetos similares y está diseñado para buscar genes relacionados con CRISPR. Los investigadores utilizaron FLSHclust en tres conjuntos de datos públicos masivos que contienen miles de millones de secuencias de ADN y proteínas de bacterias.
“Este nuevo algoritmo nos permite analizar datos en un período de tiempo lo suficientemente corto como para que podamos recuperar resultados y formular hipótesis biológicas”, dijo la coautura del primer estudio Soumya Kannan, ex estudiante de doctorado y ahora becaria postdoctoral en el Broad Institute/Departamento de Biología del MIT, a MIT News.
FLSHclust logra en semanas lo que los algoritmos anteriores lograrían en meses, informó MIT News. Después de encontrar los nuevos tipos de CRISPR, los investigadores experimentaron con cuatro de los sistemas para empezar a comprender cómo funcionan.
Los sistemas CRISPR que los científicos conocían anteriormente venían en seis tipos (tipos I a VI) que difieren en tamaño, las enzimas que utilizan y cómo se adhieren al material genético, informó Nature. El primer sistema CRISPR jamás identificado es un sistema de tipo II y utiliza una única enzima llamada Cas9 para cortar el ADN, mientras que otros tipos utilizan enzimas Cas diferentes o múltiples.
De los cuatro grupos CRISPR con los que experimentó el equipo, dos eran variantes de sistemas CRISPR de tipo I y uno era de tipo IV. El equipo demostró que ambos sistemas de tipo I realizaron cortes pequeños y precisos en el ADN de las células humanas. Los científicos creen que los sistemas de tipo I podrían ser menos propensos a realizar cortes accidentales y fuera del objetivo que CRISPR-Cas9, por lo que podrían ser útiles para la edición de genes, según MIT News.
El grupo final fue un tipo completamente nuevo de CRISPR, al que el equipo denominó tipo VII. Al igual que otros tipos de CRISPR, se dirige al ARN, un primo molecular del ADN que es clave para la formación de proteínas. Entonces, en teoría, los sistemas de tipo VII podrían ser útiles para la edición de ARN.
Dicho esto, es demasiado pronto para decir si los sistemas CRISPR tipo VII o cualquiera de los otros genes identificados por FLSHclust serán útiles para la ingeniería genética, dijo el coautor del primer estudio Han Altae-Tran, ex estudiante de posgrado en el Instituto Broad/Departamento de Biología del MIT y ahora becario postdoctoral en la Universidad de Washington, dijo a Nature. El siguiente paso será examinar más sistemas recién descubiertos para ver cómo funcionan sus componentes y si podrían usarse en la edición de genes, informó Nature.
Fuente: Live Science.
