Los nuevos CRISPR: Cas12b y CasX
Como ya sabemos el sistema CRISPR de edición genética es una herramienta biotecnológica muy conocida en los últimos tiempos. Mediante este sistema se pueden introducir cambios en el genoma de forma específica, además de modificar el ARN o la metilación del genoma. El sistema CRISPR consta de dos elementos, un ARN guía que reconoce la secuencia del genoma a modificar y una enzima nucleasa que corta el ADN donde el ARN guía la ha posicionado. Existen dos sistemas CRISPR, cada uno con una nucleasa diferente y unos requerimientos de molécula de ARN guía concretos, sin embargo, recientemente dos de los principales equipos de investigación en este sistema han encontrado dos nuevos CRISPR: CRISPR-Cas12b y CRISPR-CasX, que muestran ventajas sobre los CRISPR existentes. Por un lado, un equipo de investigadores del Instituto Broad del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha introducido el sistema de edición genómica CRISPR-Cas12b; y, además, proporcionan una pauta de trabajo con la que se pueden obtener nuevas nucleasas eficaces en la modificación del genoma.
Los investigadores identificaron a la enzima Cas12b como nueva candidata a formar parte de la familia del sistema CRISPR, sin embargo, esta enzima tenía un inconveniente: había sido aislada de una bacteria termófila y su temperatura óptima para funcionar era de 48ºC, mucho mayor que la temperatura óptima de los organismos interesados en modificar. De manera que, el equipo se planteó el objetivo de identificar una enzima cas12b que pudiera trabajar a temperaturas más bajas. Para ello utilizaron la secuencia del gen que codifica Cas12b en la bacteria termófila encontraron 27 miembros de la familia Cas12b presentes en otras bacterias; de ellas se seleccionaron 14 que no procedían de bacterias termófilas y se evaluó su capacidad para ser utilizadas en un sistema CRISPR. De todas ellas la más válida fue la nucleasa cas12b obtenida de Bacilus hisashii. Sin embargo, la enzima, tal y como se presentaba en la naturaleza a 37ºC cortaba la cadena errónea de ADN por lo que el equipo decidió modificarla. Los investigadores analizaron la secuencia de la enzima e identificaron posibles cambios que mejoraron su actividad a temperaturas óptimas. Los resultados muestran que la nueva versión de Cas12b muestra mayor especificidad para modificar las células humanas que la conocida Cas9. Por otro lado, se encuentran las enzimas CasX, que son sistemas de edición genómica guiados por ARN eficientes, tanto en bacterias como en células humanas. Nuevos estudios indican que CRISPR-CasX puede ser utilizado tanto en Escherichia coli como en células humanas, por lo tanto, se puede usar en una amplia diversidad de organismos. CasX presenta varias ventajas como su pequeño tamaño ara introducir la información en las células que se quieren modificar. Además, se ha descubierto que la proteína ha evolucionado de forma independiente a Cas9 o Cas12 y no comparte un ancestro común con ellas. Otra ventaja de CasX es que la bacteria de la que deriva no está presente en humanos por lo que no existirá inmunidad frente a ella a la hora de utilizar CRISPR con pacientes. Como ya sabemos, el sistema de edición genética CRISPR ha surgido a partir de la transformación de un proceso que ocurre en la naturaleza en una herramienta de laboratorio. Desde que se descubrió las aplicaciones técnicas y las posibilidades de esta nueva biotecnología no han parado de evolucionar. Cas12b y CasX se unen asi a la familia CRISPR, técnica que podrá transformar la biotecnología y la medicina.
Link
https://revistageneticamedica.com/2019/02/15/nuevos-crispr-cas12b-casx/
Referencias
Strecker J, et al. Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome editing. Nat Com. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-08224-4.
Liu JJ, et al. CasX enzymes comprise a distinct family of RNA-guided genome editors. Nature. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-019-0908-x
By Inés Cordón Villafaina (DGMol)
Como ya sabemos el sistema CRISPR de edición genética es una herramienta biotecnológica muy conocida en los últimos tiempos. Mediante este sistema se pueden introducir cambios en el genoma de forma específica, además de modificar el ARN o la metilación del genoma. El sistema CRISPR consta de dos elementos, un ARN guía que reconoce la secuencia del genoma a modificar y una enzima nucleasa que corta el ADN donde el ARN guía la ha posicionado. Existen dos sistemas CRISPR, cada uno con una nucleasa diferente y unos requerimientos de molécula de ARN guía concretos, sin embargo, recientemente dos de los principales equipos de investigación en este sistema han encontrado dos nuevos CRISPR: CRISPR-Cas12b y CRISPR-CasX, que muestran ventajas sobre los CRISPR existentes. Por un lado, un equipo de investigadores del Instituto Broad del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha introducido el sistema de edición genómica CRISPR-Cas12b; y, además, proporcionan una pauta de trabajo con la que se pueden obtener nuevas nucleasas eficaces en la modificación del genoma.
Los investigadores identificaron a la enzima Cas12b como nueva candidata a formar parte de la familia del sistema CRISPR, sin embargo, esta enzima tenía un inconveniente: había sido aislada de una bacteria termófila y su temperatura óptima para funcionar era de 48ºC, mucho mayor que la temperatura óptima de los organismos interesados en modificar. De manera que, el equipo se planteó el objetivo de identificar una enzima cas12b que pudiera trabajar a temperaturas más bajas. Para ello utilizaron la secuencia del gen que codifica Cas12b en la bacteria termófila encontraron 27 miembros de la familia Cas12b presentes en otras bacterias; de ellas se seleccionaron 14 que no procedían de bacterias termófilas y se evaluó su capacidad para ser utilizadas en un sistema CRISPR. De todas ellas la más válida fue la nucleasa cas12b obtenida de Bacilus hisashii. Sin embargo, la enzima, tal y como se presentaba en la naturaleza a 37ºC cortaba la cadena errónea de ADN por lo que el equipo decidió modificarla. Los investigadores analizaron la secuencia de la enzima e identificaron posibles cambios que mejoraron su actividad a temperaturas óptimas. Los resultados muestran que la nueva versión de Cas12b muestra mayor especificidad para modificar las células humanas que la conocida Cas9. Por otro lado, se encuentran las enzimas CasX, que son sistemas de edición genómica guiados por ARN eficientes, tanto en bacterias como en células humanas. Nuevos estudios indican que CRISPR-CasX puede ser utilizado tanto en Escherichia coli como en células humanas, por lo tanto, se puede usar en una amplia diversidad de organismos. CasX presenta varias ventajas como su pequeño tamaño ara introducir la información en las células que se quieren modificar. Además, se ha descubierto que la proteína ha evolucionado de forma independiente a Cas9 o Cas12 y no comparte un ancestro común con ellas. Otra ventaja de CasX es que la bacteria de la que deriva no está presente en humanos por lo que no existirá inmunidad frente a ella a la hora de utilizar CRISPR con pacientes. Como ya sabemos, el sistema de edición genética CRISPR ha surgido a partir de la transformación de un proceso que ocurre en la naturaleza en una herramienta de laboratorio. Desde que se descubrió las aplicaciones técnicas y las posibilidades de esta nueva biotecnología no han parado de evolucionar. Cas12b y CasX se unen asi a la familia CRISPR, técnica que podrá transformar la biotecnología y la medicina.
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https://revistageneticamedica.com/2019/02/15/nuevos-crispr-cas12b-casx/
Referencias
Strecker J, et al. Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome editing. Nat Com. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-08224-4.
Liu JJ, et al. CasX enzymes comprise a distinct family of RNA-guided genome editors. Nature. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-019-0908-x
By Inés Cordón Villafaina (DGMol)
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