Como yo he escrito sobre antes, CRISPR/Cas9 está despegando. Y eso ha sido recogido en la prensa popular por personas como The Economist, El Wall Street Journal y Con conexión de cable. Barato, rápido y fácil edición de genes de hecho está cambiando el mundo. Pero no de la forma en que podría pensar de inmediato.
En el IGI, mi laboratorio está trabajando para mejorar gen tecnología de edición, en particular la capacidad de cambiar secuencias existentes o insertar nuevas (las llamadas HDR, por sus siglas en inglés en contraposición a NHEJ, por sus siglas en inglés-interrupción de secuencias mediada), y estamos usando esa tecnología para desarrollar reactivos que pueden curar enfermedades genéticas. Pero también estamos usando Cas9 para la biología fundamental, para descubrir cosas nuevas sobre el mundo que nos rodea.
Y ahí es donde reside el gran impacto a largo plazo. Mediante traslacional investigación, la edición de genes promete cambiar completamente nuestra relación con la enfermedad genética. Esas curas potenciales son un gran problema, y el IGI se compromete a ayudar a marcar el comienzo de ese futuro. Pero los investigadores de todo el mundo ahora también pueden usar la tecnología de edición de genes para hacer preguntas fundamentales sobre cómo funcionan los sistemas biológicos. Y pueden hacerlo en áreas que anteriormente eran técnicamente difíciles o imposibles. Esto convierte una práctica exclusiva, donde las personas con preguntas no tenían forma de obtener respuestas, en una práctica inclusiva, donde muchas preguntas conducen a muchas respuestas. A menudo llamo a esto la "democratización" de la edición de genes.
El poder mismo de la democratización radica en los beneficios inesperados de la investigación básica. La tecnología de edición genética CRISPR / Cas9 en sí vino de preguntar preguntas básicas sobre la inmunidad bacteriana, no de buscar lo mejor en la edición de genes. Algunas personas están entusiasmadas con Cas9 porque les permite investigar en sistemas modelo mucho más rápidamente: moscas, gusanos, ratones, etc. Ese trabajo está conduciendo a algunos descubrimientos increíbles, sin duda. Pero los investigadores ahora tienen la capacidad de perturbar o insertar secuencias genéticas en sistemas donde antes eso era difícil o imposible: mariposas, el parásito de la malaria, cabras, plantas y más. Eso significa que aprenderemos más sobre cómo funcionan estos sistemas, con la posibilidad de sorpresas increíbles y una expansión exponencial de nuestro conocimiento de la riqueza de la biología.
Ese es el gran beneficio a largo plazo de Cas9 genoma, Ingeniería: el crecimiento exponencial del conocimiento sobre el mundo que nos rodea al permitir la investigación fundamental. ¿Por qué un no científico debería preocuparse por los organismos que no son modelo y los descubrimientos aparentemente extravagantes?
Aquí hay un ejemplo que está sucediendo justo al lado mío: un colega de Berkeley está trabajando en un tipo particular de crustáceo que regenera las extremidades increíblemente bien. Corta uno y vuelve a crecer. ¿Puedes imaginar las posibilidades futuras si descubriéramos la biología fundamental detrás de esta increíble regeneración y si pudiera traducirse a los humanos? Pero este crustáceo anteriormente "no tenía genética", lo que significa que era imposible preguntar qué genes le dan a la cosa su capacidad regenerativa. Trabajando con el IGI, mi colega recientemente logró que la edición de Cas9 funcione en su organismo favorito, lo que significa que ahora puede averiguar qué le da el poder de regenerar las extremidades. También puede hacer preguntas sobre patrones corporales (cómo terminan las extremidades donde están), neurobiología (cómo ve las cosas a su alrededor) e incluso comportamiento (¿están los instintos vinculados a los genes?).
Hablando de comportamiento, hopi hoekstra está haciendo preguntas alucinantes sobre los vínculos entre los genes y el comportamiento en otro organismo no modelo, el peromisco ratón. A través de un trabajo increíblemente duro, se ha concentrado en una región genética relacionada con el comportamiento de excavación, y la última vez que Hopi visitó Berkeley me dijo que esperaba que Cas9 le permitiera llegar hasta el gen causante.
Como nota técnica, el Cas9 RNP (ARN guía transcrito in vitro + Cas9 purificado proteínas) parece ser el cambio propicio para los sistemas que no son modelo. No es necesario averiguar promotores, terminadores, expresión condiciones, etc. para su organismo favorito. Microinyección o electroporación entrega el RNP en huevos / cigotos / embriones / etc, y desde allí Cas9 actúa como el objetivo nucleasa que es, con rotura de doble hebra reparación realizada por el anfitrión células. Mi laboratorio ha descubierto formas de hacer Cas9 e in vitro transcribir ARNs guía en alto rendimiento - consulta nuestros protocolos sobre protocolos.io y no dude en ponerse en contacto si tiene alguna pregunta. También esté atento a nuestro segundo taller práctico anual de CRISPR / Cas2 en el verano de 9.
Entonces, Cas9 está cambiando la investigación biológica de más formas de las que podría pensar. Sí, conducirá a terapias increíbles. Sí, conducirá a nuevos conocimientos sobre la forma en que funcionan nuestros propios cuerpos y células. Pero también nos va a sorprender continuamente, porque ahora haremos mucho más que mirar debajo del poste de luz.
