Las tijeras de ADN también pueden cortar ARN

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Publicado 06/03/2018 7:11:31CET

   MADRID, 6 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Nuestra capacidad para cambiar el contenido de genes a voluntad, ya sea para revertir enfermedades genéticas o mejorar los cultivos alimentarios y energéticos, está experimentando una revolución. Esta revolución está siendo impulsada por "CRISPR-Cas9", una tecnología basada en un sistema inmune de bacterias, descubierto hace solo unos pocos años. Este sistema inmune reconoce y corta el material genómico extraño (ácido desoxirribonucleico, ADN) de los virus invasores y así protege a las bacterias de la infección.

El corte es realizado por la proteína Cas9, que actúa como un par de tijeras, mientras que otras partes del sistema trabajan como guías que instruyen dónde Cas9 debería cortar el ADN. Los científicos han estado utilizando estas tijeras moleculares en combinación con guías artificiales para modificar específicamente genes, no solo en bacterias sino también en plantas y animales.

   Aunque las tijeras Cas9 son conocidas por cortar ADN, investigadores de la Universidad Julius-Maximilians Würzburg (JMU, por sus siglas en inglés) y el Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basadas en ARN (HIRI, por sus siglas en inglés), una institución del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones, en Alemania, ahora han mostrado que la proteína Cas9 del patógeno transmitido por los alimentos 'Campylobacter jejuni' no está limitada a esto.

   "En cambio, la proteína también es capaz de cortar moléculas relacionadas, llamadas ácidos ribonucleicos, ARN, para abreviar --enfatiza la profesora Cynthia Sharma, del Instituto JMU de Biología de la Infección Molecular (IMIB, por sus siglas en inglés)--. No solo eso, sino que descubrimos que también podríamos programar este Cas9 para atacar y cortar moléculas específicas de ARN".

CONTROLAR QUÉ GENES SE DESACTIVAN Y COMBATIR VIRUS HUMANOS

   El ARN juega un papel central en todas las formas de vida. Una función principal de los ARN es servir de mensajero de material genómico en la célula: los genes, partes específicas de la información, almacenadas en el ADN, se extraen transcribiéndolos en ARN. El ARN sirve entonces como plantilla para la traducción de esta información en proteínas. La capacidad de dirigirse a ARN en lugar de a ADN expande cómo se pueden usar las tijeras Cas9. Los usos potenciales van desde controlar qué genes se desactivan hasta combatir los virus humanos que están hechos de ARN para detectar rápidamente los agentes infecciosos.

   Los científicos descubrieron esta hazaña molecular al observar las moléculas que interactúan con Cas9 en 'Campylobacter'. Estos incluyen numerosos ARN de la célula. Los análisis adicionales mostraron que Cas9 no solo se unía, sino que también podía cortar el ARN de forma similar a como lo hace con el ADN, y que podría instruirse fácilmente para cortar ARN específicos.

   "El hallazgo fue sorprendente, dado que se piensa que Cas9 se dirige naturalmente al ADN solo", afirma el profesor Chase Beisel, quien recientemente se unió a HIRI de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en Estados Unidos, y ha estado colaborando con el profesor Sharma en el proyecto.

   Mientras que los investigadores hicieron este descubrimiento con la proteína Cas9 de 'Campylobacte'r, otros dos grupos de investigadores informaron recientemente hallazgos similares con Cas9s de otras dos bacterias. Esto plantea la posibilidad de que este fascinante nuevo descubrimiento podría ser un rasgo general de las proteínas Cas9 en la naturaleza.

   Otra pregunta planteada por este estudio es si la capacidad de Cas9 para dirigirse al ARN tiene algún papel fisiológico en 'Campylobacter'. Por ejemplo, se está acumulando evidencia de que los sistemas CRISPR-Cas podrían no solo servir para combatir infecciones, sino que podrían estar naturalmente involucrados en el control de los genes en 'Campylobacter' que se activan y desactivan. Los profesores Sharma y Beisel están de acuerdo: "Seguimos sorprendidos por lo que Cas9 es capaz de hacer y por las nuevas aplicaciones y tecnologías que crean estos conocimientos".