El gran avance en la edición de genes supera a CRISPR

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La edición de las mitocondrias dentro de cada célula humana ha sido el santo grial y la última frontera de la edición de genes. Esto se ha logrado y abre un nuevo campo para los genetistas. Los transhumanos encontrarán este descubrimiento particularmente emocionante. ⁃ TN Editor

El biólogo David Liu estaba en medio de su viaje matutino al Instituto Broad hace dos veranos cuando abrió el correo electrónico. Acabamos de descubrir una nueva toxina producida por bacterias, explicamos la nota de un investigador con el que Liu nunca había hablado, y "podría ser útil para algo que ustedes hacen".

Intrigado, Liu telefoneó al remitente, biólogo Joseph Mougous, de la Universidad de Washington, y rápidamente se hizo evidente que la toxina bacteriana tenía un talento realmente útil para lo que hace Liu: inventar formas de editar genes. El miércoles, ellos y sus colegas informaron en Nature que habían convertido la toxina en el primer editor mundial de genes en orgánulos celulares llamados mitocondrias.

Si todo va bien, el descubrimiento podría proporcionar una forma de estudiar y, un día, curar una larga lista de enfermedades hereditarias raras pero devastadoras resultantes de mutaciones genéticas en la planta de energía de la célula.

"Hemos estado buscando una tecnología como esta durante mucho tiempo", dijo el biólogo Fyodor Urnov, del Instituto de Genómica Innovadora de la Universidad de California, quien revisó el papel por naturaleza. "Hemos podido hacer mutaciones puntuales", cambiando una sola letra de ADN, "en el ADN nuclear humano durante 15 años, pero las mitocondrias lo han resistido furiosamente, para gran frustración de todos. Con esta tecnología, la investigación mitocondrial entrará en una edad de oro ".

Los cientos de mitocondrias en forma de cápsula dentro de cada célula convierten el oxígeno y los nutrientes en la energía química que impulsa el metabolismo celular. Las mitocondrias también metabolizan el colesterol y sintetizan hormonas y neurotransmisores. Si uno de sus 37 genes es aberrante, las mitocondrias no pueden funcionar, lo que resulta en cualquiera de los cientos de enfermedades mitocondriales. El más devastador, incluido el "síndrome de agotamiento del ADN mitocondrial" (MDDS), destruyen los músculos y los cerebros de los niños y, finalmente, les quitan la vida.

La revolución de la edición del genoma ha pasado en gran medida por las mitocondrias. CRISPR no funciona: la guía de ARN que utiliza como un sabueso para encontrar su objetivo dentro de un genoma no puede penetrar las paredes mitocondriales. Los editores anteriores, como los TALEN, pueden eliminar las mutaciones en las mitocondrias en las células que crecen en los platos de laboratorio, pero solo destruyendo el ADN. Nada podría arreglar las mutaciones cambiando una letra de ADN a otra, como una C a una T o una G a una A.

"Las mitocondrias", dijo Liu, "son uno de los últimos bastiones de ADN que se han resistido a la edición de precisión del genoma".

El correo electrónico de Mougous sugirió una forma de evitar esa resistencia. Estudia la guerra química que las bacterias libran contra otras bacterias. El arma química que acababa de descubrir, secretada por la bacteria Burkholderia cenocepacia, es una enzima que se infiltra en una bacteria enemiga y mata con letal simplicidad: provoca mutaciones genéticas de una sola letra en el ADN bicatenario de una bacteria. En cada punto objetivo, deja el ADN bacteriano hecho jirones. La bacteria muere. Misión cumplida.

Mougous, como Liu a Howard Hughes Medical Institute investigador, sabía que Liu había inventado un ruptura forma de CRISPR, una que cambia solo una letra de ADN, y lo hace sin cortar la doble hélice, lo que puede causar estragos genómicos. Llamada "edición base", esta tecnología ya ha generado una biotecnología y marcha hacia los estudios en humanos.

Mougous pensó que su nueva toxina bacteriana parecía un editor de base; cambia el par de nucleótidos CG en un TA. Y no requiere una guía de ARN (la chaperona que no puede penetrar en las mitocondrias).

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