Durante la semana pasada se anunciaron los ganadores de los premios Nobel del año, 2020. Existen cinco categorías de estos premios que implementó su fundador Alfred Nobel: Medicina, Química, Física, Paz y Literatura. En su testamento definió los ¨premios deben entregarse a aquellos que durante el precedente año hayan otorgado el más grande beneficio a la humanidad¨.
El premio de Química fue otorgado a dos mujeres: Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, por el “desarrollo de la metodología de edición de genomas: CRISPR-Cas9”. Les voy a explicar un poco en qué consiste esta metodología.
Todos los organismos, bacterias, virus, plantas y animales, tienen sus sistemas para defenderse de agentes dañinos (el del ser humano: nuestro artículo previo). Por ejemplo, las bacterias para evitar ser infectadas por virus utilizan una especie de pequeñas tijeras, el sistema CRISPR-Cas9, que cortan el ADN del virus evitando algún daño en la bacteria.
¿Qué significa CRISPR/Cas9?
CRISPR viene de la abreviación en inglés: “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas” (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) y CAS9 significa proteína 9 asociada a CRISPR. Nos quedamos en las mismas, ¿verdad? Bueno, palindrómico significa que puede leerse igual de izquierda a derecha y viceversa, por ejemplo, la palabra RADAR. En lugar de las letras RADAR, las repeticiones palindrómicas que se refieren en CRISPR, son de las letras del ADN. El ADN tiene en su alfabeto solamente 4 letras (ACTG) que corresponden a las abreviaturas de las moléculas que lo conforman (adenina, citosina, timina y guanina). Las secuencias de estas letras que forman CRISPR se encuentran interespaciadas por otras secuencias que no son palindrómicas. Cas9 es una enzima, es decir una proteína que acelera o enlentece reacciones químicas. En este caso esta enzima corta la unión de estas 4 diferentes tipos de letras, es decir el ADN. Normalmente existen maneras de que el ADN de una célula permanezca intacto, por ejemplo, si es cortado, la misma célula lo repara. En el caso de la herramienta de CRISPR-Cas9, Cas9 corta el ADN en sitios específicos y los mecanismos de la célula lo reparan, uniendo el corte que creó Cas9, pero en el camino se pueden eliminar letras de ese alfabeto o se pueden agregar más cambiando la secuencia de ADN original (Figura 1).
Figura 1. Forma en que funciona CRISPR-Cas9. Del lado izquierdo tenemos el mecanismo sobre el ADN, del lado derecho un ejemplo para entenderlo mejor con una parte de la canción de “Cielito lindo”. 1. La secuencia guía localiza la secuencia en el ADN (la palabra entristecen). 2 La enzima Cas9 corta antes de la secuencia identificada (antes de entristecen) y 3. Se inserta una nueva secuencia (alegran) cuando el ADN es reparado por la célula.
Lo interesante de la metodología descrita por estas científicas es que se puede dirigir a la enzima que corte el ADN en lugares concretos dentro del genoma, utilizando lo que se conoce como secuencias guías. ¡Esto ha producido un descubrimiento revolucionario! Poder dirigir cambios en el ADN de manera específica. Esta metodología fue descrita por primera vez en 2012 por Doudna y Charpentier, aunque anteriormente hubo otras publicaciones que describieron diferentes partes de este proceso. A partir de 2012, la metodología de CRISPR-Cas9 ha sido utilizada en muchos laboratorios a nivel mundial y con distintas aplicaciones, como en la investigación científica, en agricultura. Sin embargo, cada descubrimiento requiere de un uso responsable pues los avances científicos podrían mal usarse en el uso de humanos, además que no se conoce a profundidad los efectos secundarios. Por lo tanto, se han establecido grupos éticos para controlar que está tecnología se utilice adecuadamente, y hasta el momento no se ha aprobado su uso en humanos. ¿Quién diría que algo tan pequeño como unas tijeritas pudiera traer tanto beneficio a la ciencia, no creen?
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