Los científicos descubrieron las proteínas Fanzor, que funcionan como CRISPR pero son más pequeñas y más fáciles de introducir en las células, y las utilizaron para editar el ADN humano. Los investigadores han descubierto un nuevo sistema de edición de genes similar a CRISPR en organismos complejos, lo que demuestra por primera vez que las proteínas modificadoras del ADN existen en todos los reinos de la vida.
Feng Zhang, bioquímico del Instituto Broad del MIT y Harvard y del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT, dirigió el equipo y previamente co-descubrió el potencial de edición de genes del sistema CRISPR-Cas9, que funciona como una especie de » tijeras moleculares”, eliminando secciones de ADN, desactivando así genes o permitiendo que sean reemplazados por otros nuevos.
Antes de este descubrimiento, estos sistemas sólo se habían encontrado en organismos simples como bacterias y arqueas, que los utilizan como una especie de sistema inmunológico rudimentario para desmenuzar el ADN de los invasores. Los investigadores encontraron un sistema recién descubierto, llamado Fanzor, en hongos, algas, amebas y una especie de molusco, ampliando enormemente los grupos que se sabe que utilizan estas herramientas genéticas.
Después de publicar su primer artículo sobre CRISPR en 2013, Zhang y sus colegas comenzaron a estudiar cómo evolucionan estos sistemas. En este trabajo, el equipo identificó una clase de proteínas en bacterias llamadas OMEGA que se cree que son los primeros antepasados de las proteínas Cas9, las «tijeras» del sistema CRISPR. Comenzaron a sospechar que las proteínas Fanzor, un tipo de OMEGA, también podrían modificar el ADN.
Los científicos han descubierto por primera vez un sistema similar a CRISPR en células complejas. ARTUR PLAWGO/BIBLIOTECA DE FOTOS DE LA CIENCIA
El equipo revisó bases de datos en línea en busca de proteínas y se sorprendió al encontrar varias de ellas en muestras aisladas de hongos, protozoos, artrópodos, plantas y virus gigantes. Zhang dijo que la idea es que los genes necesarios para producir proteínas Fanzor fueran transferidos de bacterias a organismos complejos mediante un proceso conocido como transferencia horizontal de genes. Los genes que codifican las proteínas Fanzor se han integrado en los genomas de organismos eucariotas en elementos transponibles, es decir, fragmentos de ADN que pueden moverse por el genoma y replicarse.
Durante los experimentos, los investigadores descubrieron que las proteínas Fanzor tienen algunas similitudes con CRISPR. Las proteínas Fanzor también interactúan con el ARN guía, una molécula que dirige las proteínas al ADN para cortarlas. Esta molécula, llamada omegaRNA, complementa la cadena de ADN objetivo. Cuando coinciden, las dos piezas se unen y Fanzor puede cortar el ADN.
El equipo probó el sistema de Fanzor en células humanas, pero inicialmente descubrió que era relativamente ineficaz para agregar o eliminar fragmentos de ADN, completando con éxito el proceso aproximadamente el 12% de las veces. Sin embargo, después de algo de ingeniería creativa para mejorar y estabilizar el sistema, los investigadores elevaron la eficiencia a poco más del 18%.
Fanzor probablemente complementará la tecnología CRISPR, que se ha utilizado tanto en investigación como en tratamientos experimentales para enfermedades como la ceguera y el cáncer. En comparación con CRISPR, «los sistemas Fanzor son más compactos y, por lo tanto, tienen el potencial de introducirse más fácilmente en células y tejidos», dijo Zhang, y son menos propensos a la degradación aleatoria del ARN o ADN cercano, lo que se denomina fuera del objetivo o fuera del objetivo efectos fuera del objetivo. Esto hace que Fanzor sea atractivo para su uso en terapia génica.