Los investigadores han demostrado por primera vez cómo dos estrategias moleculares pueden salvaguardar los experimentos de impulso de genes CRISPR en el laboratorio, según un estudio publicado hoy en eLife .
Sus hallazgos, informados por primera vez en bioRxiv, sugieren que los científicos pueden usar efectivamente sitios objetivo sintéticos y unidades divididas para realizar investigaciones de unidades genéticas, sin la preocupación de causar una propagación accidental en una población natural.
Las unidades genéticas, como las probadas en los mosquitos de la malaria, son paquetes genéticos diseñados para propagarse entre las poblaciones. Lo hacen a través de un proceso llamado 'conversión de unidades', donde la enzima Cas9 y una molécula llamada ARN guía gRNA se cortan en uncierto sitio en el genoma. El disco se copia cuando se repara la ruptura del ADN.
"Las unidades de genes basadas en CRISPR han despertado tanto entusiasmo como profundas preocupaciones debido a su potencial para alterar genéticamente especies enteras", explica el primer autor Jackson Champer, becario postdoctoral en el Departamento de Estadísticas Biológicas y Biología Computacional de la Universidad de Cornell, Nueva York."Esto plantea la pregunta sobre nuestra capacidad para prevenir la propagación no intencional de tales impulsos desde el laboratorio al mundo natural".
"Las estrategias actuales para evitar la propagación accidental implican el confinamiento físico de organismos que contienen impulso. Sin embargo, no está claro si esto reduce suficientemente la probabilidad de un escape accidental a la naturaleza, dada la posibilidad de error humano".
Recientemente se han propuesto dos estrategias de protección molecular que van más allá de limitar simplemente a los organismos de investigación. El primero es el impulso sintético del sitio objetivo, que se ubica en sitios genómicos diseñados que están ausentes en los organismos silvestres. El segundo es el impulso dividido, donde falta la construcción del impulsoun tipo de enzima llamada endonucleasa y se basa en su lugar en un sitio distante.
"La naturaleza de estas estrategias significa que deberían evitar una propagación eficiente fuera de sus líneas de laboratorio respectivas", agrega Champer. "Queríamos ver si ambas tenían un rendimiento similar a las unidades de referencia estándar, y si por lo tanto seríansustitutos adecuados en la investigación temprana de impulso genético "
Para hacer esto, el equipo diseñó y probó tres unidades sintéticas de sitio objetivo en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Cada unidad se dirigió a un gen de proteína verde fluorescente mejorada EGFP introducido en uno de los tres sitios diferentes en el genoma. Para unidades divididas,diseñaron una construcción de unidad que apuntaba al gen ligado a X amarillo y carecía de Cas9.
Sus análisis revelaron que las unidades de genes CRISPR con sitios objetivo sintéticos como EGFP muestran un comportamiento similar a las unidades estándar y, por lo tanto, pueden usarse para la mayoría de las pruebas en lugar de estas unidades. Las unidades divididas demostraron un rendimiento similar y también permiten secuencias naturalespara ser dirigido en situaciones donde el uso de objetivos sintéticos es difícil. Estos incluyen impulsos de supresión de la población que requieren la orientación de genes naturales.
"Con base en nuestros hallazgos, sugerimos que estas estrategias de salvaguarda se adopten de manera consistente en el desarrollo y las pruebas de futuros genes", dice el autor principal Philipp Messer, profesor asistente en el Departamento de Estadística Biológica y Biología Computacional de la Universidad de Cornell ".Esto será importante para los experimentos a gran escala en jaulas destinados a mejorar nuestra comprensión de la dinámica poblacional esperada de los impulsos candidatos. Finalmente, este entendimiento será crucial para discutir la viabilidad y los riesgos de liberar impulsos exitosos en la naturaleza, por ejemplo para reducir la malaria.y otras enfermedades transmitidas por vectores "
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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