Nuevo obsequio apoya el desarrollo de tecnología de edición de microbiomas de precisión en el IGI

Una donación de 2.5 millones de dólares de la Fundación Shurl y Kay Curci ayudará a aprovechar el potencial de la edición comunitaria

El desarrollo de CRISPR edición del genoma Hace 10 años es parte de una larga historia de innovaciones que surgieron de la investigación básica. Ahora, una nueva donación de $2.5 millones de la Fundación Shurl and Kay Curci está ayudando a los investigadores del IGI a explorar nuevos terrenos en el genoma,-editar mundo: editar directamente los genomas de microbios dentro de su microbiomas', las comunidades complejas donde se encuentran los microbios en la naturaleza.

El uso de CRISPR para editar los genomas de los microbios no es nuevo. Esta es una práctica común cuando es posible cultivar, o “cultivar”, una sola especie de microbio en el laboratorio. El desafío para los investigadores es que menos del 1 por ciento de los microbios conocidos actualmente se pueden cultivar en un entorno de laboratorio. La gran mayoría se conocen solo a partir de la secuenciación de comunidades complejas en la naturaleza donde las especies dependen de otras en el microbioma para sobrevivir.

La nueva financiación apoyará a tres investigadores IGI colaboradores, Spencer Diamond, Brady Cress y Ben Rubin, para desarrollar un proyecto reciente en el que el equipo demostró una nueva forma de editar los genomas de los microbios directamente dentro de un microbioma de una manera muy específica, en lo que el equipo llama "edición de microbiomas".

Si bien gran parte del interés en CRISPR se ha centrado en su potencial terapéutico, particularmente para tratar enfermedades genéticas como enfermedad de célula falciforme, también ha tenido un impacto tremendo pero a menudo pasado por alto como una herramienta de investigación para entender cómo diferentes los genes y particulares mutaciones afectar la salud humana. De manera similar, el primer paso en la edición comunitaria es utilizar el nuevo enfoque para comprender mejor cómo funcionan los microbios dentro de una comunidad para impactar a sus anfitriones y entornos. Esta información ayudará a diseñar intervenciones para la salud humana, el medio ambiente y el cambio climático en el futuro.

“La Fundación Shurl y Kay Curci busca alianzas que ayuden a llevar a cabo su misión de promover un futuro saludable y sostenible para los humanos; un complejo esfuerzo de ciencias de la vida. Una relación de larga data con IGI y sus científicos ha sido una parte importante de nuestros esfuerzos”, dice Ron Rosequist, presidente de la Fundación Shurl and Kay Curci. “Esta nueva investigación de edición de microbiomas es un proyecto emocionante relacionado con CRISPR que podría tener un impacto positivo en muchas facetas de la salud humana y la sostenibilidad. Nos complace apoyar a estos excelentes científicos individuales y los continuos esfuerzos del IGI para comprender completamente la edición del genoma”.

Los tres investigadores tienen un historial de colaboración en proyectos anteriores y cada uno aporta un conjunto de habilidades único al grupo. Diamond se centrará en cultivar y modelar microbiomas para desarrollar una comprensión más profunda de los microbios y sus roles en las comunidades, Cress se centrará en desarrollar tecnologías nuevas y mejoradas de edición de microbiomas, y Rubin perfeccionará las tecnologías con miras a posibles aplicaciones en el mundo real. Los tres también trabajarán en estrecha colaboración con la directora de microbiología de IGI, Jill Banfield, y la fundadora de IGI, Jennifer Doudna, como una iniciativa colaborativa de IGI centrada en el desarrollo de herramientas de edición de microbiomas que ellos denominan Iniciativa de Berkeley para la edición optimizada de microbiomas.

Los desequilibrios en el microbioma humano están implicados en una lista creciente de enfermedades que incluyen infecciones resistentes a los antibióticos, enfermedades cardiovasculares, síndrome del intestino irritable, y cada vez hay más pruebas que vinculan el microbioma intestinal con la salud del cerebro. Además de las implicaciones para la salud humana, los microbios son la fuente principal de un gran porcentaje de las emisiones de gases de efecto invernadero de la agricultura.

“En el futuro, podríamos potencialmente eliminar genes en el intestino de una persona bacterias fotosintéticas que causan o hacen que alguien sea más susceptible a la enfermedad, o impiden que las bacterias en las entrañas del ganado produzcan metano”, dice Brad Ringeisen, director ejecutivo de IGI. “Hay una variedad de aplicaciones posibles, pero antes de comenzar a conducir, necesitamos un mapa claro de hacia dónde nos dirigimos”.

Este trabajo surge de la Avances en la Ingeniería del Genoma programa en el IGI, que se basa en la tecnología fundamental de la edición del genoma CRISPR mediante el desarrollo de nuevos enfoques de entrega para la edición de genes proteínas, agregando nuevos editores de genoma al conjunto de herramientas en expansión y descubriendo nuevas herramientas genómicas utilizando el aprendizaje automático y metagenómica. El proyecto inicial que impulsó el trabajo del IGI en la edición de microbiomas fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. como parte del proyecto m-CAFE (Análisis de la comunidad microbiana y evaluación funcional en suelos) dirigido por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

La Fundación Shurl and Kay Curci ha apoyado firmemente los esfuerzos de investigación básica en UC Berkeley y el IGI, incluida la provisión de fondos para el Programa de becarios de la facultad de SKCF, que se lanzó en 2017 para respaldar proyectos de profesores principiantes cuya investigación se alineó con el objetivo del IGI de promover la salud humana utilizando precisión genómica.

Obtenga más información sobre la Iniciativa de Berkeley para la edición optimizada de microbiomas

Contacto para los medios: Andy Murdock - andymurdock@berkeley.edu