Frontera de las ciencias de la vida
Invierten de una sola vez 930 000 bases del genoma humano indicadas mediante ARN
Una recombinasa puente que recombina el ADN guiada por ARN, optimizada para células humanas, logró una inserción del 20 % y inversiones y deleciones a escala de megabases.
CRISPR corta bien el ADN, pero le cuesta insertar fragmentos grandes en el lugar deseado o invertir bloques de cromosoma. Investigadores del Instituto Arc (EE. UU.), la Universidad de California en Berkeley y la Universidad de Tokio (Japón) han publicado en Science los resultados de optimizar para el genoma humano las «recombinasas puente (bridge recombinase)», que unen el ADN guiadas por ARN.
Optimización conjunta de la enzima y del ARN guía
Los investigadores identificaron ISCro4, una enzima homóloga derivada de un elemento móvil bacteriano, rediseñaron de forma racional el ARN guía (ARN puente) y mejoraron el rendimiento de la propia enzima evaluando variantes a gran escala mediante barrido mutacional profundo (deep mutational scanning). Como resultado, la eficiencia de inserción de ADN en el genoma humano llegó a un máximo del 20 %, y la proporción de actuación sobre la diana prevista en todo el genoma (especificidad) alcanzó un máximo del 82 %.
Además, lograron invertir o cortar tramos de hasta 930 000 pares de bases (0,93 megabases) dentro de un mismo cromosoma, y en plásmidos realizaron una prueba de concepto de eliminación de regiones reguladoras asociadas a enfermedades o de tramos de expansión de secuencias repetidas.
Limitaciones
Es una investigación básica en células cultivadas y plásmidos, y no ha llegado a usarse en tratamientos en personas. La eficiencia de inserción del 20 % y la especificidad del 82 % son valores máximos en condiciones óptimas, y persisten el riesgo de reordenamientos no deseados y el problema de la administración en el organismo.
- Rediseño de la recombinasa puente ISCro4, de origen bacteriano, para el genoma humano
- Eficiencia de inserción de hasta el 20 % y especificidad en todo el genoma de hasta el 82 %
- Inversiones y deleciones de hasta 0,93 megabases dentro de un mismo cromosoma
Limitaciones Es investigación básica en células cultivadas y plásmidos, y la eficiencia y la especificidad presentadas son valores máximos en condiciones óptimas.
Artículo original
- Perry NT, Bartie LJ, Katrekar D, … Hsu PD · Arc Institute·UC Berkeley (EE. UU.), The University of Tokyo (Japón). Megabase-scale human genome rearrangement with programmable bridge recombinases. Science. DOI: 10.1126/science.adz0276
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