Un estudi espanyol reconstrueix ancestres de l'eina d'edició genètica CRISPR de fa 2.600 milions d'anys
En la investigació ha participat Francis Mojca, investigador de la Universitat d'Alacant i descobridor de la tècnica
Un grup d'investigació internacional liderat per científics espanyols ha reconstruït per primera vegada ancestres del conegut sistema CRISPR-Cas de fa 2.600 milions d'anys i n'ha estudiat l'evolució al llarg del temps. En la investigació ha participat la Universitat d'Alacant i l'investigador Francis Mojica, descobridor de la tècnica CRISPR-Cas.
Amb aquesta finalitat, la ciència ha anat a fer identificacions als “llocs més recòndits”, des del desert d'Atacama fins a Groenlàndia, de nous bacteris que no tinguen relació amb nosaltres a partir dels quals poder aïllar nous sistemes CRISPR, “el que ―diu― ja està donant els seus fruits”, explica Lluís Montoliu, investigador del Centre Nacional de Biotecnologia del CSIC (CNB-CSIC) i del Ciberer, i responsable de l'equip que ha validat funcionalment aquests Cas ancestrals en cèl·lules humanes en cultiu.
Els resultats, publicats en la revista científica Nature Microbiology, apunten que els sistemes revitalitzats no només hi funcionen, sinó que són més versàtils que les versions actuals i podrien tenir aplicacions revolucionàries. Segons l'equip investigador, aquest estudi "obri noves vies per a l'edició genètica".
En el projecte, dirigit per l'investigador Ikerbasque de CIC Nanogune, Rául Pérez-Jiménez, participen equips del Consell Superior d'Investigacions Científiques, la Universitat d'Alacant, el Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa de Malalties Rares (Ciberer) i altres institucions estatals i internacionals.
L'acrònim CRISPR és el nom d'unes seqüències repetitives presents en l'ADN de bacteris i arqueges (organismes procariotes). Entre les repeticions, aquests microorganismes alberguen fragments de material genètic de virus que han infectat els avantpassats, la qual cosa els permeten reconéixer si es repeteix la infecció i defendre's tallant l'ADN dels invasors mitjançant proteïnes Cas associades a aquestes repeticions.
Es tracta d'un mecanisme (sistema CRISPR-Cas) de defensa antiviral. Aquesta habilitat de reconeixement de seqüències d'ADN és la base de la seua utilitat, com si es tractara d'unes tisores moleculars. La tecnologia CRISPR-Cas permet actualment tallar i apegar trossos de material genètic en qualsevol cèl·lula, la qual cosa fa possible la seua utilització per a editar l'ADN.
"Resulta sorprenent que puguem revitalitzar proteïnes Cas que degueren existir fa milers de milions d'anys i constatar que ja tenien llavors la capacitat d'operar com a eines d'edició genètica, un fet que l'hem confirmat ara editant amb èxit gens en cèl·lules humanes", ha explicat Montoliu.
Mojica destaca l'avanç que suposa la investigació
"Aquesta investigació suposa un extraordinari avanç en el coneixement sobre l'origen i evolució dels sistemes CRISPR-Cas. Com la pressió selectiva dels virus ha anat polint al llarg de milers de milions d'anys una maquinària rudimentària, poc selectiva al començament, fins que es converteix en un sofisticat mecanisme de defensa capaç de distingir amb gran precisió el material genètic d'invasors indesitjats que ha de destruir, del seu propi ADN que ha de preservar", ha afegit l'investigador de la Universitat d'Alacant Francis Mojica.
En el vessant aplicat, "el treball representa una manera original d'abordar el desenvolupament d'eines CRISPR per a generar nous instruments i millorar les derivades dels existents en organismes actuals", ha afegit Mojica.
Una possible revolució de la medicina
Per la seua banda, Nicolás Toro, professor d'investigació del CSIC, ha ressaltat que la tecnologia basada en els sistemes CRISPR-Cas primitius identificats en aquest estudi, així com l'exploració de la diversitat d'altres sistemes de defensa bacterians, "pot representar una revolució en l'avanç de la medicina per a la humanitat".
"L'estudi dels ancestres ja extints d'aquesta proteïna actual revela una evolució des d'uns sistemes que en l'origen van ser més versàtils, tant en el reconeixement de les seqüències diana com en la naturalesa d'aquestes, probablement ADN de cadena senzilla i ARN", ha agregat.
Per a l'investigador, aquest estudi "genera noves preguntes sobre quina va ser la funció inicial d'aquests sistemes CRISPR-Cas primitius, i la seua versatilitat dona peu a pensar que aquestes proteïnes reconstruïdes d'una època passada pogueren ser molt útils actualment en edició genòmica, la qual cosa obri un nou futur a l'ús d'aquesta tecnologia".
