Casandra en busca de la revista perdida (CRISPR/Cas9 para todos)

Como ya os dije en la entrada anterior, esta semana la quería dedicar a los jóvenes y qué mejor que hablar de una técnica joven, pero muy útil y mediática en biología molecular: CRISPR/Cas9.

La nomenclatura de CRISPR proviene de la abreviatura en inglés de Repeticiones Palindrómicas (se leen igual hacia adelante que hacia atrás) Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas, mientras que Cas9 es una nucleasa, es decir, una herramienta celular que se encarga de cortar el ADN (el material genético de las células). Este mecanismo es lo más parecido al sistema inmune adquirido que tienen las bacterias, ya que estas repeticiones palindrómicas son tomadas de virus por los que previamente han sido atacadas para que, en un segundo ataque, puedan ser reconocidos por un ARN guía o gRNA y Cas que va a degradar su información genética, evitando una nueva infección. A pesar de su gran importancia, hoy se usan, además de Cas9, otras nucleasas como vimos en el avance ¡Ahora tu tecnología CRISPR con un nuevo GPS y, además, con cortes compatibles para mejorar tu clonación!).

¿Cómo hemos usado nosotros este sistema para “Editar el genoma”? Os presentamos a nuestra amiga Casandra.

Los más avispados os habréis dado cuenta que Casandra es Cas9, con lo que os voy a contar la tarde de búsqueda de esta chica.

Cualquiera de los que haya leído algo en su vida (libros, revistas, periódicos…), sabe que el lugar perfecto para encontrar eso que quieres leer es justo en medio de TODO el montón y, si es posible, en la zona más baja, para que pese más y se te caiga todo. Pues Cas es una maravillosa jugadora de Jenga; sin embargo, no sabe dónde está su revista y no quiere ir mirando una a una. Entonces, su madre, Doña Gernanda (el nombre existe, pero hace referencia a una pieza esencial de la técnica: el ARN guía o gRNA) llega a casa y le dice el sitio exacto en el que está. Nuestra experta jugadora de Jenga va directa a su revista y la coge haciendo que la revista se elimine del montón, dejando el resto de revistas totalmente intactas. Acaba de hacerle al montón un KnockOut o KO de la revista que cogió.

Al tiempo, Casandra acaba de leerse la revista y decide coger otra, pero no quiere poner su revista sobre el montón, sino que prefiere ponerla en medio, justo en el sitio en el que esté la que va a coger ahora. Entonces, Gernanda, que como buena madre sabe dónde está todo, le vuelve a decir el sitio exacto en el que está la otra revista, siendo capaz de cogerla e introducir la que ya ha leído en su lugar. Nuestra protagonista acaba de hacer una edición de hemeroteca.

13.jpg

El mismo juego de la revista, pero con un trozo de bacon. En esta imagen vemos como la célula puede ser capaz de usar modos de reparación diferente y como los usamos para editar el genoma: por un lado vemos que la reparación no homóloga nos facilita el KO, mientras que la homologa nos sirve para introducir un gen en un lugar concreto.

Después de imaginaros un poco la historia de Casandra (y con la imagen del bacon editado) os será mucho más sencillo entender esta técnica aunque no sepáis mucho o nada de Biología Molecular.

Entonces haremos un repaso un poco más técnico para concretar de lo que se trata la técnica CRISPR/Cas9.

En primer lugar, dejar claro que CRISPR hace referencia al sistema en la bacteria, es decir, de donde proviene esta maquinaria y su sentido biológico. Mientras que realmente lo que nosotros usamos es la proteína Cas9, además de gRNA.

Cuando queremos usar CRISPR/Cas9 para editar el genoma, lo que añadimos es la nucleasa Cas9 y gRNA, pudiendo hacerlo de varias formas, entre otras en forma de plásmidos (fragmentos circulares de ADN). Cuando se transduce, los gRNA se unen específicamente a la secuencia que nosotros queramos, entonces Cas9 se une y corta la doble cadena de ADN dejando que los extremos laterales al gen se unan, haciendo un K.O. (se cierra el hueco que deja la revista en el montón) o puede añadirse un nuevo gen en este lugar, editando así el genoma (se introduce la revista en el hueco antes de que este se cierre).

Creo que con esto comprendemos la gran revolución que ha supuesto esta técnica que ha supuesto un impacto similar al que tuvo en su tiempo la PCR (técnica con la que se puede multiplicar la cantidad de una secuencia genética de interés en grandes proporciones para su uso) y actualmente sólo superada por las células madre inducidas o iPS (células madre obtenidas a partir de tejido ya diferenciado “adulto”, algo impensable hasta hace poco). Esta tecnología ha revolucionado la biología molecular, ya que ahora somos capaces de manipular en cuestión de semanas características concretas de la genética de una célula, conllevando MUCHAS aplicaciones, desde la biología básica a la agricultura o la medicina.

Para más información

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