Una nueva investigación de la Universidad de Texas en Austin amplía drásticamente el número de versiones naturales de un sistema no tan explorado hasta ahora de alteración genética, dando a los investigadores una gran cantidad de nuevas herramientas potenciales para la edición de genes a gran escala.
Este desarrollo, que se adjudicó un Premio Nobel en 2020, abre el camino para realizar cualquier cambio genético en cualquier organismo.
Nuevos recursos para trabajar en modificaciones genéticas
Anteriormente, otros científicos ya habían identificado grupos de genes que usan CRISPR, el sistema de modificación identificado en este estudio, para insertarse en diferentes lugares en el genoma de un organismo. Trabajos anteriores han demostrado que se pueden usar para agregar un gen completo o una secuencia de ADN grande al genoma, al menos para las bacterias.
Ahora, un equipo dirigido por Ilya Finkelstein y Claus Wilke en UT Austin ha ampliado el número de grupos probables de genes, denominados CAST, de aproximadamente una docena a casi 1,500. «Con los CAST, podríamos insertar potencialmente muchos genes, llamados ‘casetes de genes’, que codifican múltiples funciones complicadas», señaló a su casa de estudios Finkelstein, profesor asociado de biociencias moleculares, quien concibió y dirigió la investigación. Entre otras cosas, esto abre la posibilidad de tratar enfermedades complejas asociadas con más de un gen.
Utilizando una supercomputadora, el equipo revisó la base de datos más grande del mundo de fragmentos de genoma de microbios que aún no se han cultivado en el laboratorio o se han secuenciado por completo. Los investigadores estiman que si la búsqueda se hubiera ejecutado en una computadora de escritorio potente, habría llevado años. En cambio, con una de las supercomputadoras de la universidad, el análisis final se completó en unas pocas semanas.
«El término para esto es bioprospección», dijo Finkelstein. «Fue como examinar una gran cantidad de limo y basura para encontrar la pepita de oro ocasional».
El equipo de UT Austin encontró 1,476 nuevos CASTs putativos, incluidas tres nuevas familias, duplicando el número de familias conocidas. Ya han verificado exerpimentalmente varios de estos y planean continuar probando más. En última instancia, Finkelstein predice que la mayoría resultarán ser verdaderos CAST.
«Si tienes solo un puñado [de CAST], es poco probable que tengas los mejores que existen», dijo Wilke. «Al tener más de mil, podemos comenzar a descubrir cuáles son más fáciles de trabajar o más eficientes o precisos. Esperemos que haya nuevos sistemas de edición de genes que puedan hacer las cosas mejor que los sistemas que teníamos de antemano», agregó.
A corto plazo, Finkelstein dijo que muchos de estos nuevos sistemas deberían ser adaptables a las bacterias de ingeniería genética. El desafío a largo plazo, dijo Finkelstein, es «domesticar» los sistemas para que funcionen en nuestras células. «El santo grial es hacer que esto funcione en las células de mamíferos», dijo Finkelstein.
Los investigadores publicaron sus resultados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.