Representación de la proteína CRISPR Cpf1. Los complejos CRISPR Cas de clase 2, incluyendo Cas9 y Cpf1, tener una gran versatilidad, ya que una sola proteína guiada por un ARN guía es capaz de reconocer y cortar una secuencia específica del genoma. Crédito:Pablo Alcón / Universidad de Copenhague
Científicos de la Universidad de Copenhague, dirigido por el profesor español Guillermo Montoya, están investigando las características moleculares de diferentes tijeras moleculares del sistema CRISPR-Cas para arrojar luz sobre las llamadas "navajas suizas" de la edición del genoma. El grupo de investigación de Montoya ha visualizado las estructuras atómicas de las proteínas Cpf1 y Cas9 para analizar cada una de sus propiedades y peculiaridades que las hacen ideales para diferentes aplicaciones en la modificación genética.
El equipo del profesor Montoya del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk de la Universidad de Copenhague está trabajando activamente en este campo. Recientemente, este equipo obtuvo la estructura molecular del complejo CRISPR-Cpf1 después de la escisión de la diana. Esta proteína de la familia Cas tiene la capacidad de desenrollar y escindir específicamente el ADN para iniciar el proceso de modificación.
"Esta propiedad nos permitirá editar las instrucciones contenidas en el genoma de una forma más segura, dado que Cpf1 reconoce la secuencia de ADN específica con mayor precisión, "explica Montoya a SINC.
Ahora, en un artículo publicado en Naturaleza Biología Molecular y Estructural , los investigadores de la institución danesa han analizado y comparado el funcionamiento interno de estas tijeras moleculares con CRISPR-Cas9, la tecnología revolucionaria que ha provocado una revolución al proporcionar una tecnología de edición de ADN barata y sencilla, descubierto por Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier en 2012.
Ilustración del complejo CRISPR-Cpf1. Guiado por una molécula de ARN, la proteína Cpf1 se puede programar para reconocer y cortar una secuencia específica en el genoma. Crédito:llusciences
El uso de CRISPR-Cas9 para la modificación genética de plantas y animales ya está en marcha. Además, esta tecnología también se está implementando en la terapia humana de diferentes enfermedades como el cáncer y su número de aplicaciones sigue creciendo.
Cristalografía de rayos X
Mediante el uso de una técnica biofísica llamada cristalografía de rayos X, Montoya y sus colegas han presentado la estructura de alta resolución de Cpf1 y Cas9 para comprender mejor su mecanismo de trabajo. incluido el reconocimiento y la escisión del ADN diana.
Para el biólogo molecular, la principal conclusión del estudio es que "según sus peculiaridades moleculares, dependiendo del resultado que queramos obtener tras el proceso de edición (es decir, si queremos inactivar o insertar un fragmento de ADN en una región del genoma), algunas de estas herramientas moleculares podrían ser más apropiadas que otras ".
"Al cortar el ADN, Cas9 genera extremos romos, haciendo que esta proteína sea más apta para la inactivación genética. A diferencia de, Cpf1 produce extremos complementarios escalonados, haciéndolo más conveniente para insertar un fragmento de ADN, ", Agrega Montoya.
Él añade, "Revelar el aparato detallado de estos intrincados escalpelos moleculares es esencial no solo para comprender su mecanismo de acción, sino también para diseñar racionalmente herramientas de edición del genoma más seguras y efectivas que puedan usarse para aplicaciones clínicas o biotecnológicas, así como para biología sintética ".
