Un estudio en El diario de biología celular por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts revela nuevos detalles importantes sobre el funcionamiento interno de la maquinaria CRISPR-Cas9 en células vivas que pueden tener implicaciones para el desarrollo de terapias que utilizan la poderosa herramienta de edición de genes.
"No sabemos mucho sobre los detalles de cómo el complejo CRISPR-Cas9 se mueve alrededor del genoma de una célula viva y encuentra su objetivo", dijo Thoru Pederson, PhD, Profesor de Biología Celular Vitold Arnett y profesor de bioquímicay farmacología molecular. "Lo que hemos aprendido en este estudio acerca de cómo funciona esta maquinaria es importante y útil para los editores de genes que buscan desarrollar herramientas para el laboratorio y, potencialmente, la clínica".
Un componente del sistema inmune bacteriano que lo protege de la invasión viral, el complejo CRISPR-Cas9 es un poderoso sistema de edición de genes. Más eficiente y preciso que las tecnologías anteriores, el complejo CRIPR-Cas9 se está adaptando en el laboratorio, como científicosencuentre formas de programarlo y entregarlo rápidamente para editar selectivamente secuencias genéticas específicas para su estudio. Para cortar un fragmento de ADN bicatenario, CRISPR-Cas9 utiliza un ARN guía compuesto por aproximadamente 20 nucleótidos para dirigirse a regiones específicas de un genomaen el cual el complejo Cas9 hace el corte. Esto permite a los científicos eliminar o insertar secuencias genéticas en el genoma.
Debido a que la dinámica subyacente de cómo funciona el sistema CRISPR / Cas9 dentro de las células vivas no se comprende bien, algunos sistemas y técnicas de entrega han tenido más éxito que otros. Para observar las acciones del sistema CRISPR-Cas9 en funcionamiento enComo una célula viva, el Dr. Pederson y sus colegas desarrollaron una técnica para etiquetar los elementos de la guía de ARN y Cas9 con diferentes moléculas fluorescentes para que puedan ser rastreados simultáneamente.
Lo que encontraron es que el ARN guía, cuando no está unido a Cas9, tiene una vida extremadamente corta. Cuando el Cas9 y el ARN guía se ensamblan, el complejo es mucho más estable, con aproximadamente la mitad mostrando una vida útil en el núcleo celular deaproximadamente 15 minutos y el resto es considerablemente más estable.
"Cas9 estabiliza el ARN guía", dijo Hanhui Ma, PhD, especialista en investigación en el laboratorio de Pederson y co-primer autor de la Revista de biología celular artículo. "Si está entregando el ARN guía y Cas9 por separado en la célula para que luego se ensamblen, no será tan eficiente porque parte del ARN guía se degradará. Si los entrega a ambos en la célula, yaensamblado, verás más actividad "
La otra observación que hizo el equipo, que incluía a David Grunwald, PhD, profesor asistente del Instituto de Terapéutica de ARN y Li-Chun Tu, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Grunwald, fue que la duración de la residencia objetivo de la guía Cas9El complejo de ARN determina si se cortará el ADN. Cuando la secuencia de ARN guía coincidía perfectamente con la secuencia de ADN objetivo, el complejo de ARN guía Cas9 permaneció unido durante hasta dos horas antes de salir, con la escisión completada.secuencias, el complejo se demoró por tan solo unos minutos y la escisión se vio afectada.
Sabiendo esto, los científicos pueden potencialmente predecir matemáticamente dónde puede ocurrir un corte fuera del objetivo en función de cuánto tiempo el complejo CRISPR se encuentra en el genoma, dijo Ma.
"Todavía no conocemos las reglas de CRISPR", dijo el Dr. Ma. "Todos quieren saber qué sucederá cuando se entregue a una célula viva. Este estudio ayuda a escribir una parte de ese manual de operaciones".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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