Una actualización de 2600 millones de años "abre nuevas vías para la edición genética"

La Universidad de Alicante participa en una investigación internacional que ha conseguido revivir proteínas de hace 2.600 millones de años para usarlas como herramientas de edición genética. El equipo de expertos, entre los que está Francis Mojica, señala que con este trabajo se "abre nuevas vías para la edición genética".

Es la primera vez que se consigue reconstruir el llamado sistema CRISPR-Cas de esta forma. La UA destaca que los resultados apuntan a que los sistemas revitalizados no solo funcionan, sino que son más versátiles que las versiones actuales y podrían tener aplicaciones revolucionarias. La prestigiosa revista científica Nature Microbiology ha dado a conocer los resultados de esta investigación.

La técnica del sistema CRISPR-Cas fue descubierta por el alicantino Francis Mojica a partir de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de bacterias y unos organismos procariotas llamados arqueas. Con ella se pueden cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula, lo cual hace posible su utilización para editar el ADN.

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"Esta investigación supone un extraordinario avance en el conocimiento sobre el origen y evolución de los sistemas CRISPR-Cas", destaca Mojica. Con ella han podido entender "cómo la presión selectiva de los virus ha ido puliendo a lo largo de miles de millones de años una maquinaria rudimentaria, poco selectiva en sus inicios, hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa capaz de distinguir con gran precisión el material genético de invasores indeseados que debe destruir, de su propio ADN que debe preservar".

Mejor edición genética

¿De qué manera se puede aplicar ahora? Mojica espera que este descubrimiento sirva esta "para generar nuevos instrumentos y mejorar las derivadas de los existentes en organismos actuales" gracias a la "forma original de este trabajo de abordar el desarrollo de herramientas CRISPR".

El avance e innovación de esta línea de trabajo se ha centrado en mirar al pasado. Hasta ahora muchos esfuerzos de investigación actuales se centran en encontrar nuevas versiones de sistemas CRISPR-Cas con propiedades distintas en los lugares más recónditos del planeta. Para esto, se exploran sistemas de diferentes especies que habitan en entornos extremos o se aplican técnicas de diseño molecular para modificarlos. 

El equipo de investigación ha realizado la reconstrucción informática de las secuencias CRISPR ancestrales, las ha sintetizado, y ha estudiado y confirmado su funcionalidad. "Resulta sorprendente que podamos revitalizar proteínas Cas que debieron existir hace miles de millones de años y constatar que ya tenían entonces la capacidad de operar como herramientas de edición genética, algo que hemos confirmado en la actualidad editando con éxito genes en células humanas", explica Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y responsable del equipo que ha validado funcionalmente estas Cas ancestrales en células humanas en cultivo.

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Así han comprado que este sistema ha ido haciéndose más complejo a lo largo del tiempo, lo cual es una señal del carácter adaptativo del mismo, que ha ido amoldándose a las nuevas amenazas de virus que las bacterias han sufrido a lo largo de la evolución.

"Curiosamente, en los sistemas ancestrales algunas de estas restricciones desaparecen", recalca en este comunicado el responsable del grupo de Nanobiotecnología de nanoGUNE Raúl Pérez-Jiménez. Es decir, en ámbitos donde "el sistema inmune provoca un rechazo" este nuevo sistema logra "una mayor versatilidad para nuevas aplicaciones".