Aprovechamiento de defensas bacterianas para innovaciones en edición genética

MadridCientíficos han investigado los mecanismos de defensa de las bacterias y descubrieron un método novedoso que podría mejorar la edición del genoma. Su estudio se centra en cómo dos proteínas, DdmD y DdmE, se unen para desactivar plásmidos. Los plásmidos son pequeños fragmentos de ADN que las bacterias utilizan para compartir información genética. Aunque pueden facilitar la evolución bacteriana, también pueden ser perjudiciales para ellas.

Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio utilizaron criomicroscopía electrónica para estudiar los detalles de un mecanismo de defensa llamado DdmDE. El proceso comienza cuando DdmE se adhiere a un pequeño fragmento de ADN conocido como guía de ADN, lo que permite a DdmE identificar y capturar plásmidos objetivo abriendo una de las cadenas dobles del plásmido. Luego, DdmD se une a la cadena sencilla restante del plásmido, se divide en dos moléculas y corta el plásmido en varios fragmentos.

Componentes clave de esta investigación incluyen:

• ADN guía: Más estable y económico de sintetizar que el ARN guía.
• Proteínas DdmD y DdmE: Lo suficientemente pequeñas para ser introducidas en células de mamíferos.
• Criomicroscopía electrónica: Esencial para observar el funcionamiento de estas proteínas.
• Bucle de retroalimentación: El proceso en el que los fragmentos de plásmidos continúan funcionando como ADN guía.

Esta investigación podría contribuir al desarrollo de herramientas para prevenir enfermedades mediante la edición genética. El ADN guía ayuda a dirigir con precisión partes específicas del genoma. A diferencia de las proteínas Argonauta que utilizan ARN guía, DdmE usa ADN guía, lo cual es más fácil de producir y podría ser más estable y preciso.

Las herramientas de edición genética como CRISPR/Cas9 han revolucionado la biología, pero presentan algunos inconvenientes. Un problema relevante es que a veces modifican partes incorrectas del genoma. El sistema DdmDE utiliza ADN guía y podría dirigirse con mayor precisión, reduciendo estos cambios no deseados.

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Científicos están investigando cómo este sistema puede ser utilizado con diferentes fines. Actualmente están probando su eficacia en células de mamíferos, con el objetivo de corregir errores genéticos que provocan enfermedades.

Un fragmento de ADN plasmídico puede desencadenar la descomposición de más plásmidos, demostrando así un sistema de defensa inherente. Este proceso fortalece la protección del huésped y asegura que el método sea más confiable a largo plazo.

Estas características podrían impulsar avances en la medicina personalizada, donde las técnicas de edición genética se ajusten a la genética única de cada individuo, mejorando los resultados del tratamiento para enfermedades como la fibrosis quística, la distrofia muscular y ciertos tipos de cáncer.

Con el respaldo de organizaciones como los Institutos Nacionales de Salud, el sistema DdmDE tiene el potencial de mejorar significativamente la edición del genoma. Al investigar cómo las bacterias se defienden, podríamos descubrir nuevas formas de mejorar la salud humana que antes creíamos imposibles.