Andrea M. Henle
471,464 views • 5:11

Do organismo unicelular máis pequeno ás criaturas máis grandes do mundo, cada ser vivo está definido polos seus xenes. O DNA contido nos nosos xenes actúa como un manual de instrucións para as nosas células. Catro bloques de construción, as bases, están unidos en secuencias precisas que lle din á célula como comportarse formando a base de todos os nosos trazos. Pero cos avances recentes das ferramentas de edición xénica, os científicos poden cambiar as características fundamentais dun organismo nun tempo récord. Poden deseñar cultivos resistentes á seca e crear mazás que non podrezan. Incluso poderían previr a propagación de brotes infecciosos e desenvolver curas para enfermidades xenéticas. CRISPR é a ferramenta de edición xénica máis rápida, sinxela e barata, responsable desta nova corrente científica. Pero de onde xurdiu está marabilla médica? Como funciona? E que pode facer? Sorprendentemente, o CRISPR é, en realidade, un proceso natural que funcionou durante moito tempo como un sistema inmunolóxico bacteriano. Atopado orixinalmente como defensa de bacterias unicelulares e arqueas contra virus invasores, o CRISPR natural usa dous compoñentes principais. Os primeiros son fragmentos curtos de secuencias de DNA repetitivas chamadas repeticións palindrómicas curtas agrupadas regularmente intercaladas ou CRISPR (polas siglas en inglés). As segundas son as Cas ou proteínas asociadas a CRISPR que cortan o DNA como tesoiras moleculares. Cando un virus invade unha bacteria, As proteínas Cas cortan un segmento de DNA viral para coselo na rexión CRISPR da bacteria, capturando unha instantánea química da infección.

Eses códigos virais cópianse en segmentos curtos de RNA. Esta molécula cumpre moitas funcións nas nosas células, pero no caso do CRISPR, o RNA únese a unha proteína especial chamada Cas9. Os complexos resultantes actúan como exploradores, uníndose a material xenético libre e buscando unha coincidencia co virus. Se o virus volve invadir, o complexo explorador recoñéceo de inmediato e Cas9 destrúe rápidamente o DNA viral Moitas bacterias teñen este tipo de mecanismo defensivo. Pero en 2012, os científicos descubriron como secuestrar o CRISPR para dirixilo non só a DNA viral, senón a calquera DNA en case calquera organismo. Coas ferramentas apropiadas este sistema inmunolóxico viral convértese nunha ferramenta precisa de edición xénica, que pode alterar o DNA e cambiar xenes específicos coa mesma facilidade con que amañamos un erro tipográfico. Así é como funciona no laboratorio: os científicos deseñan un RNA guía para que coincida co xene por editar e unilo a Cas9. Igual que o RNA viral no sistema inmune CRISPR, o RNA guía dirixe Cas9 cara ao xene diana, e as tesoiras moleculares da proteína cortan o DNA. Esta é a chave do poder do CRISPR: só con inxectar Cas9 unido a un fragmento curto de RNA guía personalizado os científicos poden editar practicamente calquera xene do xenoma. Logo de cortado o DNA, a célula tentará reparalo. Normalmente, unhas proteínas chamadas nucleases, recortan os extremos rotos para xuntalos outra vez. Pero este tipo de reparación, chamada unión de extremos non homólogos, é propensa aos erros e pode dar lugar a bases de máis ou de menos. O xene resultante adoita ser inutilizable e silenciado. Mais, se os científicos engaden unha secuencia separada do DNA modelo ao seu cóctel CRISPR, as proteínas celulares poden realizar un proceso de reparación do DNA diferente, chamado reparación homóloga dirixida. Este padrón de DNA úsase como modelo para guiar o proceso de reconstrución, reparar un xene defectuoso ou incluso inserir un completamente novo. A capacidade de corrixir erros no DNA significa que o CRISPR poderá crear tratamentos novos para enfermidades ligadas a errores xenéticos específicos como a fibrose quística ou a anemia falciforme. Como non se limita aos humanos, as aplicacións son case infinitas. O CRISPR sería quen de crear plantas que produzan froitos maiores, mosquitos que non transmitan a malaria, ou reprogramar células canceríxenas resistentes aos medicamentos. É tamén unha ferramenta poderosa no estudo xenómico que lles permite aos científicos observar que ocurre cando os xenes se desactivan ou mudan dentro dun organismo. O CRISPR aínda non é perfecto. Non sempre fai só os cambios desexados e como as súas implicacións a longo prazo, son difíciles de prever, esta tecnoloxía comporta grandes problemas éticos. Depende de nós decidir cal é o mellor camiño, cando o CRISPR abandona os organismos unicelulares e aparece en laboratorios, granxas, hospitais e organismos arredor do mundo.