viernes, 27 de junio de 2014

CRISPR-CAS la revolución genética que vino de las bacterias

Estructura y organización del locus CRISPR y sus elementos relacionado - original de Karginov (Cell, 2010) traducción Jorge Val
Estructura y organización del locus CRISPR y sus elementos relacionado – original de Karginov (Cell, 2010) 
CRISPR es una región del ADN procariota que consiste de unidades repetidas espaciadas por secuencias variadas de origen externo, formando un módulo que puede llegar a tener más de cien unidades espaciador+repetición. Las repeticiones son fragmentos de ADN procedente de virus y plásmidos, es decir, ADN externo a la bacteria y cuya única función es replicarse a expensas de las bacterias. Bien, este módulo se transcribe a ARN, y ese ARN largo luego será procesado (cortado) para dejar pequeños ARNs que contienen el espaciador y un cachito de la repetición. Este proceso lo llevan las proteínas asociadas a CRISPR (Cas = Crispr associated). Bien, pues cada uno de estos pequeños ARNs maduros se une a un complejo de proteínas Cas (el complejo se llama Cascade). Como su secuencia es complementaria a elementos genéticos externos (elementos genéticos externos quiere decir ADN vírico), puede hibridarse por complementariedad a la misma secuencia que aparezca en el genoma de un virus o de un plásmido. Entonces las proteínas Cas se encargan de cortar estos genomas externos (virus) marcados de esta manera, destruyendo así al plásmido o al virus amenazante. Para resumir, CRISPR señala el ADN extraño y Cas ejecuta cortando este ADN.

Lo estupendo del sistema es que el módulo CRISPR puede incorporar nuevas secuencias a su biblioteca de espaciadores-repeticiones de ADN de origen vírico. Estas incorporaciones serán transmitidas a las células bacterianas hijas. Pero ¿Es esto inmunidad adaptativa? pues si. Se estima que poseen el módulo CRISPR-Cas el 90% de las arqueobacterias (las bacterias más primitivas) y un 40% de las bacterias (que son evolutivamente más modernas).


Tenemos entonces un sistema que corta ADN de forma muy específica, básicamente, que es lo interesante para ingeniería genética. ¿Por qué el tipo II es tan interesante? Pues porque sustituye todo el complejo Cascade por una única proteína, Cas9, simplificando el asunto. Cas9 se une al ARN, detecta con él la diana y la corta, todo en uno. De esto se derivan luego las aplicaciones por ejemplo para hacer deleciones selectivas (knockouts) en genética sirve, y supongo que también para introducir otras secuencias (knock-ins), podría revisarlo. Esto puede simplificar muchísimo el trabajo genético en los muy complicados eucariotas.

Un español, Francisco Martínez Mójica, de la Universidad de Alicante, fue el descubridor de la conexión inmunitaria de este sistema:
link.springer.com/article/10.1007%2Fs00239-004-0046-3
Aquí un review gratuito sobre el tema desde la perspectiva básica:
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2928866/

En Santiago Anxo Vidal ya está trabajando con este sistema en cancer. 
http://culturacientifica.com/2014/02/14/la-inminente-revolucion-de-la-ingenieria-genetica-basada-en-el-sistema-crisprcas/

http://curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com.es/2014/05/la-revolucion-crisprcas.html

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