Proteínas de 2.600 años para curar hoy
El trabajo, liderado por el laboratorio CIC nanoGUNE, abre vías para la manipulación del ADN y el tratamiento de graves enfermedades que todavía no tienen curación
Cas9, una enzima asociada con el sistema CRISPR. EFE/ANTONIO REIFS (CIC NANOGUNE)
Un grupo de investigación internacional liderado por científicos españoles ha reconstruido por primera vez ancestros del conocido sistema CRISPR-Cas de hace 2.600 millones de años y ha estudiado su evolución a lo largo del tiempo. Los resultados, publicados en la revista científica Nature Microbiology , apuntan a que los sistemas revitalizados no solo funcionan, sino que son más versátiles que las versiones actuales y podrían tener aplicaciones revolucionarias. En opinión del equipo investigador, este estudio «abre nuevas vías para la edición genética».
En el proyecto, dirigido por el investigador Ikerbasque de CIC nanoGUNE Rául Pérez-Jiménez, participan equipos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad de Alicante, el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (Ciberer) y otras instituciones estatales e internacionales.
El acrónimo CRISPR es el nombre de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de bacterias y arqueas (organismos procariotas). Entre las repeticiones, estos microorganismos albergan fragmentos de material genético de virus que han infectado a sus antepasados, lo que les permiten reconocer si se repite la infección y defenderse cortando el ADN de los invasores mediante proteínas Cas asociadas a estas repeticiones.
Se trata de un mecanismo (sistema CRISPR-Cas) de defensa antiviral. Esta habilidad de reconocimiento de secuencias de ADN es la base de su utilidad, como si de unas tijeras moleculares se tratase. La tecnología CRISPR-Cas permite hoy en día cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula, lo cual hace posible su utilización para editar el ADN.
Los esfuerzos de investigación actuales se centran en encontrar nuevas versiones de sistemas CRISPR-Cas con propiedades distintas en los lugares más recónditos del planeta. Para esto, se exploran sistemas de diferentes especies que habitan en entornos extremos o se aplican técnicas de diseño molecular para modificarlos. Una forma radicalmente diferente de encontrar nuevos sistemas es buscarlos en el pasado, que es precisamente la base de esta investigación.
El grupo de Nanobiotecnología de nanoGUNE, liderado por Raúl Pérez-Jiménez, lleva años estudiando la evolución de las proteínas desde el origen de la vida hasta nuestros días. Realizan reconstrucciones ancestrales de proteínas y genes de organismos extintos para observar qué cualidades tienen y si son utilizables en aplicaciones biotecnológicas.
Es un viaje en el tiempo llevado a cabo por medio de técnicas bioinformáticas. En este trabajo han reconstruido por primera vez la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de años hasta la actualidad. El equipo ha realizado la reconstrucción informática de las secuencias CRISPR ancestrales, las ha sintetizado y ha estudiado y confirmado su funcionalidad.