Las tijeras genéticas CRISPR/Cas9 han estado causando sensación en la ciencia y la medicina durante varios años.

Investigadores del Instituto de Biología Estructural del Hospital Universitario de Bonn (UKB) en Alemania y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Bonn, en colaboración con la universidad asociada St, han descubierto una nueva función de las tijeras genéticas. El estudio fue publicado en la revista Nature.

Cuando un fago atacante inyecta su material genético en una bacteria, se ve obligado a producir nuevos fagos, que a su vez infectan a otras bacterias. Algunas bacterias han desarrollado el sistema CRISPR en respuesta. Con este sistema inmunológico bacteriano, el genoma del fago es reconocido y destruido.

Al mismo tiempo, los fragmentos resultantes se integran en el genoma de la bacteria. Esto crea una especie de biblioteca a la que el sistema inmunitario CRISPR puede acceder una y otra vez y, por lo tanto, está preparado para futuros ataques. También se descubrió que las denominadas variantes de tipo III del gen tijeras producen pequeñas moléculas de señalización. Con la ayuda de estas pequeñas moléculas, las bacterias cambian un complejo plan de emergencia. Esto garantiza que un virus pueda combatirse de manera óptima y generalizada.

El equipo de investigación descubrió que las pequeñas moléculas de señalización se unen a una proteína llamada CalpL, entre otras cosas, que luego se convierte en una «proteasa» activa. Estas son enzimas que descomponen las proteínas y, por lo tanto, actúan como tijeras de proteínas.

«Las proteasas también se utilizan en el sistema inmunológico humano para transmitir información a alta velocidad», dice Niels Schneberger, estudiante de doctorado en el Instituto de Biología Estructural de la UKB y uno de los dos primeros autores del estudio.

Finalmente, los investigadores también encontraron el objetivo de sus tijeras de proteínas recién descubiertas. Corta una pequeña molécula de proteína llamada CalpT, que actúa como un candado de seguridad en CalpS, una tercera molécula de proteína.

“CalpS es una proteína muy bien protegida que se libera a lo largo del mecanismo. Dirige la maquinaria de transcripción a genes específicos y cambia el metabolismo de la bacteria a la defensa. Tenemos mucha curiosidad por saber qué son estos genes», dijo Christophe Rouillon, científico visitante del Instituto de Biología Estructural y primer autor del estudio.

Con el descubrimiento de esta complicada cascada de señalización, los investigadores han descubierto un aspecto completamente nuevo de los sistemas CRISPR.

«Con estas tijeras de proteínas activadas por CRISPR, ahora hay una nueva herramienta en la caja de herramientas de la biología molecular», dice Gregor Hagelueken, líder de grupo en el Instituto de Biología Estructural de la UKB y miembro del Centro de Investigación Transdisciplinaria «Vida y Salud» en la Universidad de Bonn.

«Y tal vez esto haga que CRISPR sea aún más versátil en el futuro».

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