الريــم
01-02-2023, 08:12 PM
La Universidad de Alicante participa en un estudio internacional que descifra el origen de la herramienta de edici?n genética CRISPR y abre nuevas v?as en el tratamiento del c?ncer o la diabetes. Esta conclusi?n es fruto de una investigaci?n liderada por cient?ficos espa?oles, que ha logrado descubrir el mecanismo de transformaci?n de los virus desde organismos simples hasta su complejidad actual y c?mo su presi?n selectiva ha obligado, a lo largo de la evoluci?n, a que las defensas se transformen de la rudimentaria maquinaria original a un sofisticado mecanismo capaz de discriminar el material genético de invasores no deseados para preservar su propio ADN. El trabajo, publicado en la prestigiosa revista cient?fica 'Nature Microbiology', abre nuevas v?as en la manipulaci?n de ADN y en el tratamiento de enfermedades como ELA, c?ncer o diabetes.
Una de las lecturas del estudio es que el sistema CRISPR-Cas ha ido haciéndose m?s complejo a lo largo del tiempo, lo cual es una se?al del car?cter adaptativo del mismo, que ha ido amold?ndose a las nuevas amenazas de virus que las bacterias han sufrido a lo largo de la evoluci?n.
“Esta investigaci?n supone un extraordinario avance en el conocimiento sobre el origen y evoluci?n de los sistemas CRISPR-Cas. En c?mo la presi?n selectiva de los virus ha ido puliendo a lo largo de miles de millones de a?os una maquinaria rudimentaria, poco selectiva en sus inicios, hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa capaz de distinguir con gran precisi?n el material genético de invasores indeseados que debe destruir, de su propio ADN que debe preservar”, a?ade el investigador de la Universidad de Alicante y descubridor de la técnica CRISPR-Cas, Francis Mojica.
En la vertiente aplicada, “el trabajo representa una forma original de abordar el desarrollo de herramientas CRISPR para generar nuevos instrumentos y mejorar las derivadas de los existentes en organismos actuales”, a?ade Mojica.
"La investigaci?n avanza en el conocimiento de la evoluci?n de los sistemas CRISPR-Cas. En c?mo la presi?n selectiva de los virus ha ido puliendo en millones de a?os una maquinaria rudimentaria hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa"
Este trabajo supone la reconstrucci?n por primera vez de los "ancestros" del conocido sistema CRISPR-Cas de hace 2.600 millones de a?os y estudia su evoluci?n a lo largo del tiempo. Los resultados apuntan a que los sistemas revitalizados no solo funcionan, sino que son m?s vers?tiles que las versiones actuales y podr?an tener aplicaciones revolucionarias. Esta investigaci?n, en opini?n del equipo autor, “abre nuevas v?as para la edici?n genética”.
En el proyecto, dirigido por el investigador Ikerbasque de CIC nanoGUNE R?ul Pérez-Jiménez, participan equipos del Consejo Superior de Investigaciones Cient?ficas, la Universidad de Alicante, el Centro de Investigaci?n Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), y otras instituciones estatales e internacionales.
CRISPR
El acr?nimo 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 infecci?n y defenderse cortando el ADN de los invasores mediante prote?nas 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 tecnolog?a CRISPR-Cas permite hoy en d?a cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula, lo cual hace posible su utilizaci?n para editar el ADN.
Los esfuerzos de investigaci?n actuales se centran en encontrar nuevas versiones de sistemas CRISPR-Cas con propiedades distintas en los lugares m?s rec?nditos del planeta. Para esto, se exploran sistemas de diferentes especies que habitan en entornos extremos o se aplican técnicas de dise?o molecular para modificarlos. Una forma radicalmente diferente de encontrar nuevos sistemas es buscarlos en el pasado, que es precisamente la base de esta investigaci?n.
El grupo de Nanobiotecnolog?a de nanoGUNE, liderado por Ra?l Pérez-Jiménez, lleva a?os estudiando la evoluci?n de las prote?nas desde el origen de la vida hasta nuestros d?as. Realizan reconstrucciones ancestrales de prote?nas y genes de organismos extintos para observar qué cualidades tienen y si son utilizables en aplicaciones biotecnol?gicas. Es un viaje en el tiempo llevado a cabo por medio de técnicas bioinform?ticas. En este trabajo que acaba de ser publicado en la revista Nature Microbiology han reconstruido por primera vez la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de a?os hasta la actualidad.
El equipo de investigaci?n ha realizado la reconstrucci?n inform?tica de las secuencias CRISPR ancestrales, las ha sintetizado, y ha estudiado y confirmado su funcionalidad. “Resulta sorprendente que podamos revitalizar prote?nas Cas que debieron existir hace miles de millones de a?os y constatar que ya ten?an entonces la capacidad de operar como herramientas de edici?n genética, algo que hemos confirmado en la actualidad editando con éxito genes en células humanas”, explica Llu?s Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnolog?a del CSIC (CNB-CSIC) y del CIBERER, y responsable del equipo que ha validado funcionalmente estas Cas ancestrales en células humanas en cultivo.
"Resulta sorprendente que podamos revitalizar prote?nas que debieron existir hace miles de millones de a?os y constatar que ya ten?an entonces la capacidad de operar como herramientas de edici?n genética"
“Los sistemas actuales son muy complejos y est?n adaptados para funcionar dentro de una bacteria (https://www.informacion.es/salud/guia/2022/12/09/contrae-estreptococo-bacteria-provocando-muertes-79736412.html). Cuando el sistema se utiliza fuera de ese entorno, por ejemplo, en células humanas, el sistema inmune provoca un rechazo y existen adem?s determinadas restricciones moleculares que limitan su uso. Curiosamente, en los sistemas ancestrales algunas de estas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad para nuevas aplicaciones”, recalca Pérez-Jiménez.
"Los sistemas actuales son muy complejos y est?n adaptados para funcionar dentro de una bacteria. Cuando el sistema se utiliza fuera de ese entorno, por ejemplo, en células humanas, el sistema inmune provoca un rechazo"
Genoma
Miguel ?ngel Moreno, jefe del servicio de Genética del HRYC-IRYCIS-CIBERER apunta que “la ingenuidad que pod?a tener una nucleasa (enzima) ancestral, en cuanto a que no reconoce tan espec?ficamente algunas regiones del genoma, las convierte en herramientas m?s vers?tiles para corregir mutaciones que hasta ahora eran no editables o se correg?an de manera poco eficiente”. Su equipo ha desarrollado la herramienta Mosaic Finder, que ha permitido caracterizar mediante secuenciaci?n masiva y an?lisis bioinform?tico el efecto de la edici?n del genoma producido por estas Cas ancestrales en células humanas en cultivo.
"La ingenuidad que pod?a tener una nucleasa (enzima) ancestral las convierte en herramientas m?s vers?tiles para corregir mutaciones que hasta ahora eran no editables o se correg?an de manera poco eficiente”
Ylenia Jabalera, investigadora del proyecto en nanoGUNE, sostiene que “este logro cient?fico hace posible disponer de herramientas de edici?n genética con propiedades distintas a las actuales, mucho m?s flexibles, lo cual abre nuevas v?as en la manipulaci?n de ADN y tratamiento de enfermedades tales como ELA, c?ncer, diabetes, o incluso como herramienta de diagn?stico de enfermedades”.
"Este logro cient?fico hace posible disponer de herramientas de edici?n genética con propiedades distintas a las actuales, mucho m?s flexibles, lo cual abre nuevas v?as en la manipulaci?n de ADN"
El trabajo es el resultado de una investigaci?n internacional de varios centros y laboratorios liderado por nanoGUNE en colaboraci?n con los grupos de Francis Mojica, de la Universidad de Alicante, quien acu?? el acr?nimo CRISPR; Llu?s Montoliu, investigador del CNB-CSIC y del CIBERER y uno de los referentes sobre CRISPR en Espa?a; Marc Güell de la Universidad Pompeu Fabra y Premio Nacional en Investigaci?n y Transferencia Tecnol?gica en el campo de la edici?n de genomas con fines terapéuticos; Miguel ?ngel Moreno-Pelayo, jefe del servicio de Genética del Hospital Ram?n y Cajal-IRYCIS, y miembro del CIBERER, y Benjamin Kleinstiver del Hospital General de Massachusetts y de la Escuela de Medicina de Harvard, referente mundial en el dise?o de sistemas CRISPR-Cas.
أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/sociedad/cientificos-descubren-mecanismo-transformacion-virus-80617867)
Una de las lecturas del estudio es que el sistema CRISPR-Cas ha ido haciéndose m?s complejo a lo largo del tiempo, lo cual es una se?al del car?cter adaptativo del mismo, que ha ido amold?ndose a las nuevas amenazas de virus que las bacterias han sufrido a lo largo de la evoluci?n.
“Esta investigaci?n supone un extraordinario avance en el conocimiento sobre el origen y evoluci?n de los sistemas CRISPR-Cas. En c?mo la presi?n selectiva de los virus ha ido puliendo a lo largo de miles de millones de a?os una maquinaria rudimentaria, poco selectiva en sus inicios, hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa capaz de distinguir con gran precisi?n el material genético de invasores indeseados que debe destruir, de su propio ADN que debe preservar”, a?ade el investigador de la Universidad de Alicante y descubridor de la técnica CRISPR-Cas, Francis Mojica.
En la vertiente aplicada, “el trabajo representa una forma original de abordar el desarrollo de herramientas CRISPR para generar nuevos instrumentos y mejorar las derivadas de los existentes en organismos actuales”, a?ade Mojica.
"La investigaci?n avanza en el conocimiento de la evoluci?n de los sistemas CRISPR-Cas. En c?mo la presi?n selectiva de los virus ha ido puliendo en millones de a?os una maquinaria rudimentaria hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa"
Este trabajo supone la reconstrucci?n por primera vez de los "ancestros" del conocido sistema CRISPR-Cas de hace 2.600 millones de a?os y estudia su evoluci?n a lo largo del tiempo. Los resultados apuntan a que los sistemas revitalizados no solo funcionan, sino que son m?s vers?tiles que las versiones actuales y podr?an tener aplicaciones revolucionarias. Esta investigaci?n, en opini?n del equipo autor, “abre nuevas v?as para la edici?n genética”.
En el proyecto, dirigido por el investigador Ikerbasque de CIC nanoGUNE R?ul Pérez-Jiménez, participan equipos del Consejo Superior de Investigaciones Cient?ficas, la Universidad de Alicante, el Centro de Investigaci?n Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), y otras instituciones estatales e internacionales.
CRISPR
El acr?nimo 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 infecci?n y defenderse cortando el ADN de los invasores mediante prote?nas 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 tecnolog?a CRISPR-Cas permite hoy en d?a cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula, lo cual hace posible su utilizaci?n para editar el ADN.
Los esfuerzos de investigaci?n actuales se centran en encontrar nuevas versiones de sistemas CRISPR-Cas con propiedades distintas en los lugares m?s rec?nditos del planeta. Para esto, se exploran sistemas de diferentes especies que habitan en entornos extremos o se aplican técnicas de dise?o molecular para modificarlos. Una forma radicalmente diferente de encontrar nuevos sistemas es buscarlos en el pasado, que es precisamente la base de esta investigaci?n.
El grupo de Nanobiotecnolog?a de nanoGUNE, liderado por Ra?l Pérez-Jiménez, lleva a?os estudiando la evoluci?n de las prote?nas desde el origen de la vida hasta nuestros d?as. Realizan reconstrucciones ancestrales de prote?nas y genes de organismos extintos para observar qué cualidades tienen y si son utilizables en aplicaciones biotecnol?gicas. Es un viaje en el tiempo llevado a cabo por medio de técnicas bioinform?ticas. En este trabajo que acaba de ser publicado en la revista Nature Microbiology han reconstruido por primera vez la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de a?os hasta la actualidad.
El equipo de investigaci?n ha realizado la reconstrucci?n inform?tica de las secuencias CRISPR ancestrales, las ha sintetizado, y ha estudiado y confirmado su funcionalidad. “Resulta sorprendente que podamos revitalizar prote?nas Cas que debieron existir hace miles de millones de a?os y constatar que ya ten?an entonces la capacidad de operar como herramientas de edici?n genética, algo que hemos confirmado en la actualidad editando con éxito genes en células humanas”, explica Llu?s Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnolog?a del CSIC (CNB-CSIC) y del CIBERER, y responsable del equipo que ha validado funcionalmente estas Cas ancestrales en células humanas en cultivo.
"Resulta sorprendente que podamos revitalizar prote?nas que debieron existir hace miles de millones de a?os y constatar que ya ten?an entonces la capacidad de operar como herramientas de edici?n genética"
“Los sistemas actuales son muy complejos y est?n adaptados para funcionar dentro de una bacteria (https://www.informacion.es/salud/guia/2022/12/09/contrae-estreptococo-bacteria-provocando-muertes-79736412.html). Cuando el sistema se utiliza fuera de ese entorno, por ejemplo, en células humanas, el sistema inmune provoca un rechazo y existen adem?s determinadas restricciones moleculares que limitan su uso. Curiosamente, en los sistemas ancestrales algunas de estas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad para nuevas aplicaciones”, recalca Pérez-Jiménez.
"Los sistemas actuales son muy complejos y est?n adaptados para funcionar dentro de una bacteria. Cuando el sistema se utiliza fuera de ese entorno, por ejemplo, en células humanas, el sistema inmune provoca un rechazo"
Genoma
Miguel ?ngel Moreno, jefe del servicio de Genética del HRYC-IRYCIS-CIBERER apunta que “la ingenuidad que pod?a tener una nucleasa (enzima) ancestral, en cuanto a que no reconoce tan espec?ficamente algunas regiones del genoma, las convierte en herramientas m?s vers?tiles para corregir mutaciones que hasta ahora eran no editables o se correg?an de manera poco eficiente”. Su equipo ha desarrollado la herramienta Mosaic Finder, que ha permitido caracterizar mediante secuenciaci?n masiva y an?lisis bioinform?tico el efecto de la edici?n del genoma producido por estas Cas ancestrales en células humanas en cultivo.
"La ingenuidad que pod?a tener una nucleasa (enzima) ancestral las convierte en herramientas m?s vers?tiles para corregir mutaciones que hasta ahora eran no editables o se correg?an de manera poco eficiente”
Ylenia Jabalera, investigadora del proyecto en nanoGUNE, sostiene que “este logro cient?fico hace posible disponer de herramientas de edici?n genética con propiedades distintas a las actuales, mucho m?s flexibles, lo cual abre nuevas v?as en la manipulaci?n de ADN y tratamiento de enfermedades tales como ELA, c?ncer, diabetes, o incluso como herramienta de diagn?stico de enfermedades”.
"Este logro cient?fico hace posible disponer de herramientas de edici?n genética con propiedades distintas a las actuales, mucho m?s flexibles, lo cual abre nuevas v?as en la manipulaci?n de ADN"
El trabajo es el resultado de una investigaci?n internacional de varios centros y laboratorios liderado por nanoGUNE en colaboraci?n con los grupos de Francis Mojica, de la Universidad de Alicante, quien acu?? el acr?nimo CRISPR; Llu?s Montoliu, investigador del CNB-CSIC y del CIBERER y uno de los referentes sobre CRISPR en Espa?a; Marc Güell de la Universidad Pompeu Fabra y Premio Nacional en Investigaci?n y Transferencia Tecnol?gica en el campo de la edici?n de genomas con fines terapéuticos; Miguel ?ngel Moreno-Pelayo, jefe del servicio de Genética del Hospital Ram?n y Cajal-IRYCIS, y miembro del CIBERER, y Benjamin Kleinstiver del Hospital General de Massachusetts y de la Escuela de Medicina de Harvard, referente mundial en el dise?o de sistemas CRISPR-Cas.
أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/sociedad/cientificos-descubren-mecanismo-transformacion-virus-80617867)