Las bacterias se defienden de los virus mediante matrices CRISPR: fragmentos cortos de ARN recuerdan a invasores pasados y guían una nucleasa hacia el ADN coincidente, que la célula después corta. En 2012, Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna demostraron que este sistema podía programarse: al suministrar un ARN guía diseñado, se podía dirigir Cas9 para cortar secuencias de ADN elegidas en un tubo de ensayo.
El avance estaba en el asa. Mientras que las herramientas de edición anteriores (dedos de zinc, TALEN) requerían diseñar una nueva proteína de unión al ADN para cada diana —lento y costoso—, CRISPR-Cas9 solo requiere sintetizar un nuevo ARN guía de 20 nucleótidos. Redirigir la diana pasó de semanas de ingeniería de proteínas a días de síntesis de ARN.
La revisión de Nature de 2014, escrita por Doudna y Charpentier con sus colaboradores, expuso cómo podía simplificarse la estructura de dos ARN y cómo podía aprovecharse el mecanismo para la ingeniería del genoma en células vivas. La combinación de simplicidad, precisión y bajo costo lo convirtió en el método dominante de edición genética en pocos años.
Tomar prestada la nucleasa programable de la naturaleza
El diseño del ARN guía sustituye a la ingeniería de proteínas, por lo que redirigir la diana es barato y rápido.
El sistema es naturalmente programable: la especificidad reside en una secuencia corta de ARN que cualquiera puede sintetizar.
Una sola nucleasa sirve para casi cualquier diana, por lo que la herramienta es general en lugar de hecha a medida.
La propia maquinaria de reparación de la célula realiza la edición, por lo que no se necesita ningún motor de edición adicional.
La parte más difícil de una herramienta a menudo ya está resuelta en la naturaleza; el movimiento inteligente consiste en encontrar el mecanismo biológico y añadir un asa controlable por humanos.
CRISPR-Cas9 se convirtió en la herramienta estándar de edición genética en biología, medicina y agricultura, y Doudna y Charpentier recibieron el Premio Nobel de Química de 2020. Siguió una feroz disputa de patentes entre UC Berkeley y el Broad Institute sobre el uso de CRISPR en células eucariotas, mientras que los ensayos clínicos para la enfermedad de células falciformes y otras afecciones genéticas pasaron de la promesa a terapias aprobadas.
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Las fuentes
- Development and Applications of CRISPR-Cas9 for Genome Engineering Nature · nature.com ·
- CRISPR gene editing Wikipedia · en.wikipedia.org