Para utilizar el sistema CRISPR-Cas9 para cortar genes, los investigadores deben diseñar una secuencia de ARN que coincida con el ADN del gen objetivo. La mayoría de los genes tienen cientos de tales secuencias, con actividad variable y unicidad en el genoma. La búsqueda dePor lo tanto, las mejores secuencias son difíciles de lograr a mano. El nuevo programa "CrispRGold" ayuda a los científicos a identificar las secuencias de ARN más efectivas y específicas. Fue ideado por un grupo de investigadores encabezados por el Prof. Klaus Rajewsky del Centro Max Delbrück de MolecularMedicina en la Asociación Helmholtz MDC, y ahora se describe en la revista PNAS . El equipo también ha desarrollado un nuevo modelo de ratón que ya porta la proteína Cas9. La combinación de este modelo de ratón con las secuencias de ARN confiables permitió una inactivación eficiente de genes en células primarias. Esto ha permitido a los investigadores descubrir nuevos genes involucrados en elregulación de las células inmunes.
Para muchos biólogos moleculares, el descubrimiento del sistema CRISPR-Cas9 marcó un nuevo hito en la investigación: finalmente, el ADN genómico puede cortarse con alta eficiencia y precisión, permitiendo que los genes sean desactivados, modificados o reintroducidos.
Esto requiere poco más que un fragmento de ARN del material genético, que lleva las tijeras de la proteína Cas9 al punto en el ADN que se va a cortar. Este fragmento de ARN, conocido como sgRNA ARN guía único, contiene una secuenciade 20 letras de ARN complementarias al sitio objetivo genómico que los científicos han tenido que seleccionar laboriosamente a mano o con una variedad de herramientas en línea. En algunos casos, no estaba claro si el sgRNA llevaría las tijeras del gen Cas9 al lugar correctoo a un lugar similar pero no deseado en el genoma y si la eficiencia de sgRNA fue alta.
El nuevo programa "CrispRGold" escrito por el estudiante de doctorado Robin Graf del grupo de investigación MDC dirigido por el Prof. Klaus Rajewsky hace que sea significativamente más fácil desactivar genes específicos.
El programa busca una secuencia objetivo de ADN definida para identificar el mejor lugar para el corte y sugiere una secuencia de sgRNA que es única en el material genético y, por lo tanto, entrega la proteína Cas9 solo al punto requerido. Cas9 puede cortar el genpara que deje de funcionar. El algoritmo se basa en datos experimentales, así como en la unicidad y otras propiedades de las secuencias.
Con su colega el Dr. Van Trung Chu, Graf probó el sistema en ciertas células blancas de la sangre del ratón, las células B. Estas células no se pueden cultivar por ningún período de tiempo, porque no sobreviven mucho fuera de su entorno natural.Por lo tanto, los genes deben desactivarse rápidamente y en la mayor cantidad de células posible para estudiar su función. Chu logró esto criando una línea de ratones genéticamente modificados que produce grandes y bien toleradas cantidades de las tijeras del gen Cas9. Luego, los investigadores aislaronLas células B de estos ratones y entregaron sgRNA específicos para genes individuales a estas células. Con una alta reproducibilidad, los sgRNA diseñados con CrispRGold destruyeron los genes objetivo en un promedio del 80 por ciento de las células, "una tasa excelente", dice Graf.la eficiencia y una baja tasa de error son absolutamente esenciales en experimentos de bajo rendimiento de este tipo "
Los investigadores usaron su nuevo método para identificar una cantidad de genes previamente desconocidos que están involucrados en el desarrollo de células B. El programa CrispRGold ahora estará disponible en línea para que pueda ser utilizado por científicos de todo el mundo: "El programa puede fácilmentese utiliza para otros tipos de células de una amplia gama de organismos. También podría ser relevante para aplicaciones clínicas: trata la unicidad de secuencia como una alta prioridad y, por lo tanto, minimiza el riesgo de modificaciones genéticas potencialmente no deseadas, que deben evitarse a toda costa enterapia génica ", dice Graf. Se espera que CrispRGold esté disponible en http://crisprgold.mdc-berlin.de desde noviembre de 2016.
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Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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