Investigadores del Broad Institute of MIT y Harvard han demostrado que un sistema de edición basado en CRISPR puede cortar y unir ARN en células de mamíferos. En un artículo publicado esta semana en Naturaleza , el equipo utilizó CRISPR-Cas13, que los investigadores habían ayudado a descubrir, tanto para reducir los niveles de ARN como para "etiquetar" los ARN con el fin de verlos y rastrearlos dentro de las células. Los investigadores utilizaron anteriormente CRISPR-Cas13 para apuntar al ARN en células bacterianas, pero demostrar que el sistema podía funcionar de forma segura y eficaz en células de mamíferos fue un paso fundamental hacia el uso del sistema para estudiar la biología y las enfermedades humanas.

Tener este tipo de herramienta programable para modular el ARN en células de mamíferos crea nuevas oportunidades para aprender cómo funcionan las células y, potencialmente, para diseñar terapias más seguras. A diferencia de la edición de ADN, que realiza cambios permanentes en el genoma de una célula, La selección de ARN podría permitir a los investigadores realizar cambios temporales que alteren la cantidad de proteína producida por un gen en lugar de detener la producción por completo.

"Aunque tenemos buenas herramientas para eliminar genes, todavía tienen muchas limitaciones que dificultan el estudio de la función de los genes, "explica el co-primer autor Omar Abudayyeh, quien es un estudiante de posgrado en el laboratorio del miembro de Broad Core y profesor asociado del MIT Feng Zhang. "Cas13 le permite reducir los niveles de expresión genética sin eliminarlos por completo, que es útil para estudiar genes y puede ofrecer un enfoque terapéutico menos tóxico para corregir enfermedades genéticas ".

El equipo, dirigido por científicos del laboratorio de Zhang, probó enzimas Cas13 de quince microbios diferentes para encontrar uno, de Leptotrichia wadei (LwaCas13a), que era el más adecuado para la tarea. El uso de LwaCas13a les permitió cortar sitios específicos en ARN objetivo con mayor especificidad que la actual herramienta de eliminación de ARN de elección, Interferencia de ARN (ARNi). Aunque RNAi puede ser una herramienta útil, a menudo conduce a efectos no deseados fuera del objetivo, haciendo que los experimentos sean difíciles de interpretar. Estos efectos fuera del objetivo se redujeron significativamente con Cas13.

El equipo de Zhang también demostró que una variante llamada "muerta" de Cas13 que se une al ARN pero no lo corta se puede combinar con "etiquetas" fluorescentes brillantes para rastrear visualmente el ARN objetivo a medida que se mueve dentro de la célula.

"Nuestra ingeniería de Cas13 aquí para enlazar y transcribir imágenes muestra la promesa de esta plataforma para el desarrollo de un conjunto más amplio de herramientas para monitorear y manipular ARN, "agrega el co-primer autor Jonathan Gootenberg, quien también es un estudiante de posgrado en el laboratorio de Zhang, así como en el laboratorio del miembro principal de Broad Aviv Regev.

Los investigadores señalan que la capacidad nativa de CRISPR-Cas13 para unir ARN también lo hace más fácil de usar que otras tecnologías. que actualmente requieren que los investigadores modifiquen el genoma de un organismo para crear un sitio de unión. Estas características podrían hacer de CRISPR-Cas13 una adición clave a la caja de herramientas de los biólogos para estudiar la función genética; los investigadores pueden obtener herramientas CRISPR-Cas13 a través del repositorio de plásmidos sin fines de lucro Addgene.