Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Los investigadores de Stanford dirigen un sistema eficiente, multiusos, mini de CRISPR

La analogía común para corregir del gen de CRISPR es que trabaja como las tijeras moleculares, cortando secciones selectas de la DNA. Stanley Qi, profesor adjunto de la bioingeniería en la Universidad de Stanford, los gustos que la analogía, pero él los piensa es tiempo al reimagine CRISPR como navaja multiuso suiza.

“CRISPR puede ser tan simple como un buril, o avance más como un regulador, un editor, un rotulador o toner. Muchos usos están emergiendo de este campo emocionante,” dijo a Qi, que es también profesor adjunto de la biología de la substancia química y de sistemas en la Facultad de Medicina de Stanford y un escolar del instituto de Stanford ChEM-H.

Los muchos diversos sistemas de CRISPR funcionando o que son probados clínico para la terapia génica de enfermedades en el aro, el hígado y el cerebro, sin embargo, siguen siendo limitados en su extensión porque todos sufren de la misma falla: son demasiado grandes y, por lo tanto, demasiado duros de entregar en las células, los tejidos o los organismos vivos.

En un papel publicado de sept. el 3 en célula molecular, Qi y sus colaboradores anuncian que lo que creen está un paso importante adelante para CRISPR: Un sistema eficiente, multiusos, mini de CRISPR. Considerando que los sistemas de uso general de CRISPR - con nombres como Cas9 y Cas12a que denotan diversas versiones de proteínas (Cas) CRISPR-asociadas - se hacen de cerca de 1000 a 1500 aminoácidos, su “CasMINI” tiene 529.

Los investigadores confirmados en experimentos que CasMINI podría suprimir, activar y corregir clave genética apenas como sus contrapartes más rollizas. Sus medios más tamaño pequeño debe ser más fácil entregar en las células humanas y el cuerpo humano, haciéndole una herramienta potencial para tratar dolencias diversas, incluyendo enfermedad ocular, la degeneración del órgano y enfermedades genéticas generalmente.

Esfuerzo persistente

Para hacer el sistema tan pequeño como sea posible, los investigadores decidían comenzar con la proteína Cas12f de CRISPR (también conocido como Cas14), porque contiene los solamente cerca de 400 a 700 aminoácidos. Sin embargo, como otras proteínas de CRISPR, Cas12f origina naturalmente de Archaea - organismos unicelulares - que los medios que no está bien adaptado a las células mamíferas, y mucho menos las células humanas o las carrocerías. Solamente algunas proteínas de CRISPR se saben para trabajar en células mamíferas sin la modificación. Lamentablemente, CAS12f no es una de ellas. Esto le hace un reto de tentación para los bioengineers como Qi.

Pensamos, “aceptable, millones de años de evolución no hemos podido girar este sistema de CRISPR en algo ese las funciones en el cuerpo humano. ¿Podemos cambiar eso en apenas uno o dos años? “A mi conocimiento, hemos girado por primera vez un CRISPR festivo en de trabajo.”

Stanley Qi, profesor adjunto de la universidad de BioengineeringStanford

De hecho, Xiaoshu Xu, un escolar postdoctoral en el laboratorio de Qi y el autor importante del papel, no vieron ninguna actividad del Cas12f natural en células humanas. Xu y Qi presumieron que la entrega era que la DNA del genoma humano es más complicada y menos accesible que la DNA microbiana, haciéndolo duro para que Cas12f encuentre su objetivo en células. Observando la estructura de cómputo prevista del sistema de Cas12f, ella eligió cuidadosamente cerca de 40 mutaciones en la proteína que podría potencialmente sobrepasar esta limitación y estableció una tubería para probar muchas variantes de la proteína al mismo tiempo. Una variante de trabajo, en teoría, giraría un verde de la célula humana activando la proteína fluorescente verde (GFP) en su genoma.

“Al principio, este sistema no trabajó en absoluto por un año,” Xu dijo. “Pero después de iteraciones de la bioingeniería, vimos algunas proteínas dirigidas comenzar a girarse, como magia. Hizo que realmente apreciamos la potencia de la biología y de la bioingeniería sintetizadas.”

Los primeros resultados acertados eran modestos, pero excitaron Xu y la animaron a activar adelante porque significó el sistema trabajado. Sobre muchas iteraciones adicionales, ella podía perfeccionar más lejos el funcionamiento de la proteína. “Comenzamos con ver solamente dos células el mostrar de una señal verde, y ahora después de dirigir, casi cada célula es verde bajo el microscopio,” Xu dijo.

“En un cierto momento, tuve que pararla,” Qi revocado. “Dije “que es bueno por ahora. Usted ha hecho un sistema bastante bueno. Debemos pensar en cómo esta molécula se puede utilizar para los usos. “”

Además de la ingeniería de la proteína, los investigadores también dirigieron el ARN que conduce la proteína del Cas a su DNA del objetivo. Las modificaciones a ambos componentes eran cruciales a hacer el trabajo del sistema de CasMINI en células humanas. Probaron la capacidad de CasMINI de suprimir y corregir genes en células humanas, incluyendo genes se relacionó con la infección VIH, inmunorespuesta antitumores y anemia laboratorio-basadas. Trabajó en casi cada gen que probaron, con reacciones robustas en varios.

Apertura de la puerta

Los investigadores han comenzado ya a montar colaboraciones con otros científicos para perseguir terapias génicas. También están interesados en cómo podrían contribuir a los avances en tecnologías del ARN - como qué se ha utilizado para desarrollar las vacunas del mRNA COVID-19 - donde la talla puede también ser un factor de limitación.

“Esta capacidad de dirigir estos sistemas se ha deseado en el campo desde los inicios de CRISPR, y asierro al hilo como hicimos nuestra parte para movernos hacia esa realidad,” dije a Qi. “Y esta aproximación de la ingeniería puede ser tan ampliamente útil. Eso es qué me excita - apertura de la puerta en nuevas posibilidades.”

Source:
Journal reference:

Xu, X., et al. (2021) Engineered Miniature CRISPR-Cas System for Mammalian Genome Regulation and Editing. Molecular Cell. doi.org/10.1016/j.molcel.2021.08.008.