Por primera vez, los científicos han capturado imágenes tridimensionales de alta resolución de una enzima en el proceso de cortar con precisión hebras de ADN.
Las imágenes, capturadas usando una técnica llamada microscopía electrónica criogénica, o crio-EM, revelan nueva información sobre cómo funciona una herramienta de edición de genes llamada CRISPR-Cas9, que puede ayudar a los investigadores a desarrollar versiones que funcionen de manera más eficiente yprecisamente para alterar genes específicos.
Los hallazgos, publicados hoy en Naturaleza, biología estructural y molecular - promete un tratamiento futuro y la prevención de una variedad de enfermedades humanas causadas por mutaciones de ADN, desde cáncer hasta fibrosis quística y enfermedad de Huntington.
"Es emocionante poder ver con un nivel de detalle tan alto cómo Cas9 realmente funciona para cortar y editar hebras de ADN", dijo el investigador de UBC Sriram Subramaniam, quien dirigió los estudios de crio-EM ". Estas imágenes nos proporcionaninformación invaluable para mejorar la eficiencia del proceso de edición de genes para que podamos corregir las mutaciones de ADN que causan enfermedades de manera más rápida y precisa en el futuro ".
CRISPR, abreviatura de CRISPR-Cas9, es una herramienta de edición de genes en la que la enzima Cas9 actúa como un par de tijeras moleculares, capaces de cortar hebras de ADN. Una vez que la enzima corta el ADN en sitios específicos, inserciones y edicionesse puede hacer, por lo tanto, cambiando la secuencia de ADN.
Para comprender mejor la secuencia de eventos involucrados en el proceso, Subramaniam y sus colegas utilizaron la tecnología cryo-EM para obtener imágenes de la enzima Cas9 en el trabajo. Las imágenes proporcionan visiones sin precedentes de los movimientos moleculares paso a paso que ocurren en el curso del corte de ADN por Cas9, incluida una instantánea del corte de ADN aún unido a la enzima inmediatamente antes de la liberación.
"Uno de los principales obstáculos que impiden el desarrollo de mejores herramientas de edición de genes usando Cas9 es que no teníamos imágenes de que realmente cortara el ADN", dijo el coautor principal del estudio, el investigador de la Universidad de Illinois Miljan Simonovic."Pero ahora tenemos una imagen mucho más clara, e incluso vemos cómo los principales dominios de la enzima se mueven durante la reacción y este puede ser un objetivo importante para la modificación".
El laboratorio Subramaniam fue el primero en lograr imágenes de resolución atómica de proteínas y moléculas de fármacos unidos a proteínas usando cryo-EM. En los últimos años, han sido pioneros en el uso de cryo-EM para visualizar una variedad de proteínas, incluidas las enzimas metabólicas, receptores cerebrales y complejos de ADN-proteína.
El estudio fue respaldado por los fondos del Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU., Las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, el Centro de Ciencias Clínicas y Translacionales de la UIC, y por un puesto de Presidente de Investigación de Excelencia de Canadá otorgado a Subramaniam.
Como Presidente de Investigación de Excelencia de Canadá en Diseño de Medicamentos de Precisión contra el Cáncer, Subramaniam dirige un laboratorio destinado a lograr descubrimientos transformadores en cáncer, neurociencia y enfermedades infecciosas. Xing Zhu, el primer autor del estudio, y el coautor Sagar Chittori son miembrosdel laboratorio Subramaniam en UBC.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Columbia Británica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :