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El Premio Nobel de Química de este año ha sido otorgado a las científicas Emmanuelle Charpentier, de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos, y Jennifer Doudna, de la Universidad de California, en Berkeley, por desarrollar las "tijeras genéticas" utilizadas en la edición de genes.
"Con esto, los investigadores pueden cambiar el ADN de animales, plantas y microorganismos con una precisión extremadamente alta", de acuerdo con un comunicado de la Real Academia Sueca de Ciencias en Estocolmo. Pero ¿qué son las "tijeras genéticas"? Aquí te lo explicamos.
De acuerdo con la Academia Sueca que otorga el Nobel, esta tecnología ha tenido un impacto revolucionario en las ciencias de la vida, porque está contribuyendo a nuevas terapias contra el cáncer y puede hacer realidad el sueño de curar enfermedades hereditarias.
Tijeras genéticas CRISPR / Cas9
Las dos científicas transformaron un mecanismo inmunológico bacteriano ignorado, llamado CRISPR, en una herramienta que llamaron "tijeras moleculares", que puede editar de manera simple y económica los genomas de todo, desde trigo y mosquitos hasta humanos.
Primero demostraron que CRISPR, que significa repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas, podía editar el ADN en un sistema in vitro. El estudio fue publicado en la edición del 28 de junio de 2012 de la revista Science.
Antes las investigadoras necesitaban modificar los genes en las células si querían descubrir el funcionamiento interno de la vida. Esto solía ser un trabajo lento, difícil y, a veces, imposible. Usando las tijeras genéticas CRISPR / Cas9, hoy es posible cambiar el código de vida en el transcurso de unas pocas semanas.
Durante los estudios de Emmanuelle Charpentier sobre el Streptococcus pyogenes, una de las bacterias que más daño causan a la humanidad, descubrió una molécula previamente desconocida, tracrRNA. Su trabajo mostró que el ARNtracr es parte del antiguo sistema inmunológico de las bacterias, CRISPR / Cas, que desarma los virus al escindir su ADN.
Redescubrir el código de la vida
Charpentier publicó su descubrimiento en 2011. El mismo año, inició una colaboración con Jennifer Doudna, una bioquímica con un vasto conocimiento del ARN.
Juntas, lograron recrear las tijeras genéticas de las bacterias en un tubo de ensayo y simplificaron los componentes moleculares de estas para que fueran más fáciles de usar.
Luego reprogramaron las tijeras genéticas. En su forma natural, las tijeras reconocen el ADN de los virus, pero Charpentier y Doudna demostraron que podían controlarse para poder cortar cualquier molécula de ADN en un sitio predeterminado. Donde se corta el ADN, es fácil reescribir el código de la vida.
Básicamente, cuando un virus ataca, las bacterias supervivientes incorporan una parte del ADN viral en su matriz CRISPR. Si ese virus los ataca a ellos o a sus descendientes nuevamente, la bacteria transcribe la parte de CRISPR que contiene el ADN viral en ARN.
Esa molécula de ARN, junto con una segunda molécula de ARN previamente identificada por Charpentier, guía a la proteína Cas9 hacia el objetivo: el ADN correspondiente del virus que intenta invadir nuevamente. Allí, el complejo molecular cumple su función de tijera genética, cortando el ADN viral y desarmando al invasor.
Para convertir esto en una herramienta de edición de genes más generalizada, Charpentier y Doudna, junto con otros colegas, fusionaron los dos tipos de ARN en un solo 'ARN guía'. Demostraron que, junto con Cas9, este sistema más optimizado podría localizar y cortar el ADN viral en un tubo de ensayo.
Desde que Charpentier y Doudna descubrieron las tijeras genéticas CRISPR / Cas9 en 2012, su uso se ha disparado. Esta herramienta ha contribuido a muchos descubrimientos importantes en la investigación básica, y los investigadores de plantas han podido desarrollar cultivos que resisten el moho, las plagas y la sequía.
En medicina, se están realizando ensayos clínicos de nuevas terapias contra el cáncer, y el sueño de poder curar enfermedades hereditarias está a punto de hacerse realidad.
Estas tijeras genéticas han llevado las ciencias de la vida a una nueva época y, en muchos sentidos, están aportando el mayor beneficio a la humanidad. Su descubrimiento se expandió rápidamente por muchos otros y pronto se hizo un CRISPR comunes también en los laboratorios de todo el mundo.
Con información de Bloomberg y la Academia Sueca