Un equipo internacional de científicas y científicos, liderado por el Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias (CIC bioGUNE), miembro de BRTA, en colaboración con el Instituto Biofisika de la Universidad del País Vasco y el Instituto Helmholtz de Investigación de Infecciones Basadas en ARN (HIRI) en Alemania, ha alcanzado un hito importante en edición genética y biotecnología.
Bajo la dirección de Raúl Pérez-Jiménez, Profesor de Investigación Ikerbasque y líder del grupo de Biología Sintética en CIC bioGUNE, se ha desarrollado una nueva herramienta CRISPR denominada ReChb. Esta herramienta amplía las capacidades de las nucleasas Cas12a existentes, ofreciendo una mayor versatilidad y precisión en la edición y detección de ácidos nucleicos. Este avance es posible gracias a la técnica de reconstrucción de secuencias ancestrales (ASR), que permite rediseñar proteínas de hace miles de millones de años.
ReChb se diferencia de las variantes naturales o modificadas de Cas12a en que no está limitada por secuencias de ADN específicas PAM, lo que le permite editar regiones del genoma previamente inaccesibles. Además, tiene la capacidad única de reconocer y procesar tanto ADN como ARN, ampliando su rango de aplicaciones. Esta herramienta está diseñada para realizar ediciones genéticas precisas en células humanas, y su capacidad para cortar eficientemente ADN de doble hebra, ADN de hebra sencilla y ARN sin necesidad de secuencias específicas la convierte en la herramienta más versátil de su tipo hasta la fecha.
ReChb no solo supera las limitaciones de las herramientas CRISPR tradicionales, sino que también permite aplicaciones en diversos campos, desde la investigación biomédica y la terapia génica hasta diagnósticos moleculares precisos. Su capacidad para activarse con diferentes tipos de ácidos nucleicos la posiciona como una herramienta esencial para abordar enfermedades genéticas y virales, eliminando las restricciones previas de tecnologías similares.
"La nueva nucleasa ReChb tiene propiedades moleculares que no se han logrado con ninguna otra técnica de diseño enzimático, lo que la convierte en una herramienta perfecta para múltiples aplicaciones en medicina y biotecnología", afirmó Raúl Pérez-Jiménez.
En la investigación de la ELA (Esclerosis Lateral Amiotrófica), ReChb ya se está utilizando para facilitar avances en el diagnóstico y tratamiento de esta enfermedad neurodegenerativa. Su flexibilidad y precisión en el reconocimiento y edición de ácidos nucleicos abren nuevas posibilidades para investigar la ELA y otras patologías complejas, ya que puede potencialmente corregir cualquier modificación genética, incluso aquellas inaccesibles a técnicas CRISPR convencionales, contribuyendo a la lucha contra estas enfermedades actualmente incurables.
"La versatilidad única de ReChb amplía el espacio de aplicación de las nucleasas CRISPR-Cas, permitiendo la edición de mutaciones de ELA que son inaccesibles para los sistemas actuales de edición del genoma", explica Ylenia Jabalera.
Este avance ha sido posible gracias al apoyo de instituciones nacionales e internacionales, incluida la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, el Gobierno Vasco y fundaciones como Fundela Las capacidades de microscopía crioelectrónica de CIC bioGUNE y del Instituto Biofisika también jugaron un papel crucial en el estudio de ReChb.
ReChb no solo representa un avance en la edición genética, sino que también destaca el potencial de la reconstrucción de secuencias ancestrales (ASR) para desarrollar herramientas biotecnológicas con propiedades únicas. Gracias a esta técnica, se ha obtenido una proteína con funcionalidades superiores a cualquier Cas12a moderno, ampliando significativamente las oportunidades en biotecnología y medicina de precisión.
Referencia: Ylenia Jabalera, Igor Tascón, Sara Samperio, Jorge P. López-Alonso, Monika Gonzalez-Lopez, Ana M. Aransay, Guillermo Abascal-Palacios, Chase L. Beisel, Iban Ubarretxena-Belandia & Raul Perez-Jimenez. A resurrected ancestor of Cas12a expands target access and substrate recognition for nucleic-acid editing and detection. Nat. Biotechnol. DOI: 10.1038/s41587-024-02461-3.