CRISPR: ¿El extremo para los dedos del cinc?

La última década ha traído innovaciones rápidas e importantes en técnicas genoma-que corregían. Los investigadores tienen por primera vez la oportunidad de manipular esencialmente cualquier gen en una plétora de células y de organismos, usando los nucleases apuntados que fueron diseñados para el atascamiento serie-específico de la DNA.

Uno de los primeros métodos de la ruptura de alcance del gen era el uso de las proteínas quiméricas llamadas los nucleases de los cinc-dedos (ZFN) para crear interruptores del doble-cabo. No obstante, la revolución real era la introducción de CRISPR y CRISPR asoció (Cas) sistemas en la arena biomédica de la investigación.

Una nucleasa específica de CRISPR - Cas9 - emparejada con ARN corto de la guía tiene la capacidad de reconocer la DNA del objetivo vía emparejar de la Watson-Tortícolis. La serie de la guía encontrada dentro de CRISPR RNAs correlaciona típicamente a las series del bacteriófago, constituyendo el mecanismo para la defensa antivirus de CRISPR, que se puede substituir fácilmente con una serie del interés para redefinir la nucleasa Cas9.

¿Por qué es CRISPR mejor que los dedos del cinc?

Función de sistemas ZFN y CRISPR/Cas9 en un concepto similar: una nucleasa se navega hacia una serie específica en el genoma para crear un interruptor del doble-cabo en la DNA. Una vez que se genera tal interruptor, la maquinaria inherente de la reparación de la DNA de la célula se activa, y durante el proceso de la reparación del interruptor del doble-cabo se modifica el genoma.

La primera utilización acertada de ZFN estaba en moscas del vinagre ya en 2002, y se ha utilizado desde entonces para alterar el genoma de una miríada de diversos organismos - incluyendo ésos no considerados como sistemas modelo genéticos. La especificidad obligatoria del dominio diseñado del cinc-dedo apunta el ZFN a un sitio genomic específico.

A pesar de las ventajas del genoma que corrigen con ZFN, hay varias desventajas potenciales en comparación con el sistema CRISPR/Cas9. Por ejemplo, hay manera no directa y fácil de construir dominios del dedo del cinc para atar un alargamiento completo de nucleótidos con alta afinidad.

Además, los módulos comerciales de ZFN son muy costosos, hay ciertas dificultades para realizar el repuesto de los fragmentos grandes (que es giratorio para los golpes de gracia inducibles), y la técnica necesita la investigación para determinar acciones apuntadas en los modelos animales.

La tecnología de CRISPR/Cas ofrece una miríada de ventajas sobre ZFN, pues confía en una única molécula de alcance (ARN de la guía) para el reconocimiento de la serie de la DNA. Este hecho simplifica la construcción de vectores con la guía múltiple RNAs para el alcance multiplexado del gen.

Otra manera de la cual la construcción de los plásmidos de CRISPR se simplifica con respecto a ZFN es que los sitios de reconocimiento de la DNA están compuestos del ácido nucléico bastante que la proteína. La reproducción del componente del DNA-reconocimiento de la serie del ARN de la guía es así comparativamente simple.

Hay también una posibilidad del alcance multiplexado por Cas9 con la introducción de una serie de guía corta RNAs (bastante que un equipo de proteínas abultadas). Tales modificaciones multiplexadas (junto a eficacia alta y a la facilidad del alcance) han abierto una amplia gama de usos en biotecnología y remedio. Toda la que no significa que no hay uso de ZFN más, solamente marea está girando rápidamente hacia tecnología de CRISPR/Cas.

Desventajas de CRISPR/Cas

Naturalmente, el sistema CRISPR/Cas9 también tiene ciertas desventajas que tengan que ser tenidas en cuenta. Una de ellas es una alta incidencia denunciada de la hendidura no específica de la DNA; mientras que esto ha enfriado algo del entusiasmo inicial sobre este método, un remedio potencial es la expresión de dos módulos de CRISPR con actividad del nickase contra dos sitios genomic que estén de cerca adyacente a uno otro.

Entonces hay un problema del mosaicism, donde el alelo del mutante se produce en solamente algunas de las células, pues los nucleases pueden no cortar inevitable la DNA durante un escenario de revelado embrionario. La producción de mutaciones múltiples en un organismo es también posible, que puede crear atascamientos phenotyping en modelos del ratón.

Sin importar ésos la quema de los problemas, técnica genoma-que corrige CRISPR/Cas9 presenta las oportunidades staggering para dirigir varias enfermedades fuera del alcance de modalidades anteriores del tratamiento. Teniendo en cuenta el índice acelerante de progreso tecnológico, así como una amplia gama de usos del investigación y clínicos, el camino delante de nosotros será ciertamente que emociona.

Fuentes

  1. http://www.jci.org/articles/view/72992
  2. http://genesdev.cshlp.org/content/28/17/1859.full
  3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3694601/
  4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4343198/
  5. http://zlab.mit.edu/assets/reprints/Cox_D_Nat_Med_2015.pdf
  6. Thakore pi, ingeniería del genoma de Gersbach CA para los usos terapéuticos. En: Lorenza J, Franklin M, editores. Traducir terapia génica a la clínica: Técnicas y aproximaciones. Prensa académica, Elsevier, 2015; págs. 27-44.

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Last Updated: Aug 23, 2018

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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