Un nuevo método CRISPR permite comprender mejor las funciones celulares
Un nuevo método CRISPR hace que los análisis LOF sean mucho más eficaces y reproducibles
El Premio Nobel de Química 2020 se concedió por el desarrollo de CRISPR/Cas9, un método también conocido como "tijeras genéticas", que permite a los investigadores comprender mejor cómo funcionan y se mantienen sanas las células humanas. Los investigadores de la Universidad de Stuttgart han seguido desarrollando CRISPR con este fin. Presentan su método CRISPRgenee en Cell Reports Methods.
Las células desempeñan todas las funciones esenciales del cuerpo humano, como producir energía, formar tejidos y defenderse de las enfermedades. Nuestros genes desempeñan un papel fundamental en la regulación de las funciones celulares. Dependiendo de qué genes de una célula estén encendidos o apagados, se activan distintos procesos celulares. "Mi grupo de investigación estudia cómo las células conservan el control sobre sus genes para establecer y mantener un estado celular saludable", explica el Dr. Phillip Rathert, jefe de grupo del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Stuttgart. "En concreto, estudiamos las proteínas que se unen a la cromatina, el empaquetamiento de nuestro ADN en el núcleo celular: Examinamos cómo estas proteínas interactúan entre sí para activar o desactivar genes en el momento adecuado".
Para investigar esto, Rathert y su equipo llevan a cabo análisis genéticos de pérdida de función (LOF) en el laboratorio: "Apagamos específicamente genes o proteínas individuales en la célula para comprender los efectos de esta pérdida de función en la célula. Esto nos permite sacar conclusiones sobre el papel que desempeñan normalmente el gen ausente y su proteína codificada".
Novedoso método de análisis: CRISPRgenee
Para realizar análisis de LOF se necesitan herramientas biotecnológicas de última generación. Una de estas herramientas es CRISPR/Cas9, un método que permite a los científicos modificar genes de forma muy precisa y selectiva, similar al uso de unas tijeras para cortar el ADN en puntos específicos. Esto plantea cuestiones éticas fundamentales, pero también ofrece grandes ventajas para la investigación y la medicina.
Por ejemplo, los análisis de LOF ayudan a los investigadores a comprender mejor cómo funcionan y se mantienen sanas las células humanas. "Nuestros descubrimientos en investigación fundamental benefician principalmente a la ciencia médica, por ejemplo, ayudándonos a comprender mejor las causas de enfermedades como el cáncer o a desarrollar nuevos enfoques para terapias personalizadas", afirma Rathert.
Rathert y su equipo han desarrollado un novedoso método CRISPR que hace que los análisis LOF sean mucho más eficientes y reproducibles: CRISPRgenee. "CRISPRgenee combina dos mecanismos: silenciar y cortar un gen diana simultáneamente dentro de la misma célula". Esto hace que el método sea especialmente eficaz para investigar genes difíciles de desactivar con métodos convencionales y estudiar procesos complejos de control celular", afirma Jannis Stadager, autor principal del estudio e investigador doctoral del equipo de Rathert. "Con CRISPRgenee, no sólo se pueden desactivar genes individuales de forma más eficiente y rápida, sino que también se pueden analizar dos genes diferentes combinados al mismo tiempo. Esto permite una elucidación más precisa y robusta de las relaciones celulares".
Publicación en Cell Reports Methods
En estrecha colaboración interdisciplinar con la Dra. Franziska Traube, del Instituto de Bioquímica, el Dr. Stefan Legewie, del Instituto de Genética Biomédica, y el Dr. Steven Johnsen, del Centro Robert Bosch de Enfermedades Tumorales, los investigadores utilizaron CRISPRgenee en diversos sistemas biológicos, desde la proliferación celular hasta la transición epitelio-mesénquima y la diferenciación neuronal en células iPS humanas. Presentan su método CRISPRgenee e informan de sus resultados en Cell Reports Methods.
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Publicación original
Jannis Stadager, Chiara Bernardini, Laura Hartmann, Henrik May, Jessica Wiepcke, Monika Kuban, Zeynab Najafova, Steven A. Johnsen, Stefan Legewie, Franziska R. Traube, Julian Jude, Philipp Rathert; "CRISPR GENome and epigenome engineering improves loss-of-function genetic-screening approaches"; Cell Reports Methods, Volume 5
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