Las nuevas unidades genéticas basadas en CRISPR y las tecnologías genéticas activas más amplias están revolucionando la forma en que los científicos diseñan la transferencia de rasgos específicos de una generación a otra.
Los científicos de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una nueva versión de un impulso genético que abre la puerta a la propagación de variantes genéticas sutiles favorables específicas, también conocidas como "alelos", en toda la población.
El nuevo "impulso alélico", descrito el 9 de abril en Comunicaciones de la naturaleza , está equipado con un ARN guía gRNA que dirige el sistema CRISPR para cortar variantes no deseadas de un gen y reemplazarlo con una versión preferida del gen. El nuevo disco amplía la capacidad de los científicos para modificar poblaciones de organismos con edición de precisiónUsando el procesamiento de textos como una analogía, las unidades genéticas basadas en CRISPR permiten a los científicos editar oraciones de información genética, mientras que la nueva unidad alélica ofrece edición letra por letra.
En un ejemplo de sus aplicaciones potenciales, los genes específicos en plagas agrícolas que se han vuelto resistentes a los insecticidas podrían ser reemplazados por variantes genéticas naturales originales que confieren sensibilidad a los insecticidas utilizando impulsos alélicos que intercambian selectivamente las identidades de un solo residuo de proteína aminoácido.
Además de las aplicaciones agrícolas, los insectos portadores de enfermedades podrían ser blanco de impulsos alélicos.
"Si incorporamos un gRNA de normalización de este tipo en un elemento impulsor de genes, por ejemplo, uno diseñado para inmunizar a los mosquitos contra la malaria, el impulso génico alélico resultante se extenderá a través de una población. Cuando este impulso de doble acción encuentra un alelo resistente a los insecticidas, lo cortará y reparará utilizando el alelo susceptible de tipo salvaje ", dijo Ethan Bier, autor principal del nuevo artículo." El resultado es que casi toda la progenie emergente será sensible a los insecticidas, así como resistente a la transmisión de la malaria ".
"Obligar a estas especies a volver a su estado sensible natural utilizando impulsos alélicos ayudaría a romper un ciclo descendente de uso excesivo de pesticidas que aumenta el medioambiente", dijo Annabel Guichard, la primera autora del artículo.
Los investigadores describen dos versiones del impulso alélico, incluido el "corte de copia", en el que los investigadores usan el sistema CRISPR para cortar selectivamente la versión no deseada de un gen, y una versión más ampliamente aplicable conocida como "injerto de copia"que promueve la transmisión de un alelo favorecido junto al sitio que está selectivamente protegido de la escisión de ARNg.
"Un hallazgo inesperado de este estudio es que los errores creados por tales impulsos alélicos no se transmiten a la próxima generación", dijo Guichard. "Estas mutaciones en cambio producen una forma inusual de letalidad denominada" mosaicismo letal ". Este procesoayuda a que las unidades alélicas sean más eficientes al eliminar de inmediato las mutaciones no deseadas creadas por las unidades basadas en CRISPR ".
Aunque se demostró en moscas de la fruta, la nueva tecnología también tiene potencial para una amplia aplicación en insectos, mamíferos y plantas. Según los investigadores, se podrían desarrollar varias variaciones de la tecnología de impulso alélico con combinaciones de rasgos favorables en cultivos que, por ejemplo, prosperar en suelos pobres y ambientes áridos para ayudar a alimentar a la creciente población mundial.
Más allá de las aplicaciones ambientales, los impulsos alélicos deberían permitir la ingeniería de próxima generación de modelos animales para estudiar enfermedades humanas y responder preguntas importantes en ciencias básicas. Como miembro del Instituto Tata de Genética y Sociedad TIGS, Bier dice que los impulsos alélicospodría usarse para ayudar en los esfuerzos de conservación ambiental para proteger especies endémicas vulnerables o detener la propagación de especies invasoras.
Las unidades genéticas y los sistemas genéticos activos ahora se están desarrollando para su uso en mamíferos. Los científicos dicen que las unidades alélicas podrían acelerar nuevas cepas de laboratorio de modelos animales de enfermedades humanas que ayudan en el desarrollo de nuevas curas.
Otros autores del artículo incluyen: Tisha Haque, Marketta Bobik, Xiang-Ru Xu, Carissa Klanseck, Raja Kushwah, Bhagyashree Kaduskar y Valentino Gantz de la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego y Mateus Berni de la Universidad Federal de Río de Janeiro, Brasil.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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