Un equip de Microbiologia Molecular de la Universitat d'Alacant (UA) liderat per Francisco Mojica ha identificat un nou enzim amb prometedores propietats per a les ferramentes d'edició genètica CRISPR-Cas. Mojica, membre d'honor del Col·legi Oficial de Biòlegs de la Comunitat Valenciana des de 2018, és conegut principalment per haver realitzat des de 1993 contribucions que descrivien les seqüències repetides CRISPR en arqueges i el seu paper en els mecanismes d'immunitat de les cèl·lules procariotes. Els seus descobriments van cristal·litzar més tard en el desenrotllament de la tecnologia CRISPR-Cas.

El terme CRISP, de fet, va ser encunyat pel propi Mojica com a acrònim de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats en la seua tesi doctoral. El seu equip va ser el primer a assenyalar en 2005 que tals seqüències podrien relacionar-se amb la immunitat dels bacteris davant l'atac per uns certs virus, un descobriment que va premetre l'edició de genomes mitjançant les ferramentes CRISPR-Cas9 desenrotllades per Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna, Feng Zhang i altres investigadors. El treball de Mojica va ser reconegut en 2016 amb el Premi Jaume I a la investigació bàsica i amb el Premi de la Fundació BBVA Davanteres del Coneixement.

El nou enzim identificat ara pel seu equip i denominada AlCas12a representa un avanç significatiu en el camp de la biotecnologia, la biomedicina i l'agroalimentació, informa el servei de premsa de la Universitat d'Alacant. Derivada d'un metagenoma (material genètic) procedent d'aigües residuals, AlCas12a és un 20% més petita que les variants disponibles fins al moment en el mercat, un factor que en facilita l'administració a cèl·lules. A més, és molt flexible i amb una doble activitat de “tall” d'ADN, aspectes que faciliten abordar un nombre major de seqüències diana i augmentar les possibilitats d'èxit de les tècniques CRISPR.

El desenvolupament d'aquesta eina, liderat pel catedràtic de Microbiologia de la UA, Francis Mojica, al costat dels investigadors Ignacio Baquedano, Javier Espinosa, Noemí Marco i Riccardo Rosselli, “representa un pas en l'edició genètica d'alta precisió en plantes i animals, en la detecció ràpida de patògens, en el desenvolupament de bacteris resistents a virus o en la producció d'agents antibacterians de nova generació com a alternativa als antibiòtics tradicionals”, expliquen.

Les tecnologies CRISPR-Cas han revolucionat la ciència en permetre modificar gens de manera precisa, ràpida i econòmica. Gràcies a aquestes, científics de tot el món poden “tallar” i “pegar” l'ADN per a eliminar mutacions, introduir millores genètiques o desenvolupar teràpies innovadores. En aquest sentit, “l'enzim AlCas12a, en ser tan compacte, versàtil i amb noves funcions, és un avanç per a les tècniques d'edició que ja coneixem”, afig Mojica.

Característiques

Una de les particularitats transformadores d'AlCas12a és la seua doble capacitat de tall de l'ADN: cis i trans. La primera pot actuar de forma dirigida, com unes “tisores moleculars” programades per a reconèixer una seqüència concreta del genoma, és a dir, tallar un fragment d'ADN en un punt exacte per a modificar-lo o substituir-lo.

En segon lloc, el tall en trans pot degradar material genètic de cadena senzilla de manera inespecífica. “Aquesta funció ajuda a detectar la presència de virus o bacteris i obri el camí per a desenvolupar proves de diagnòstic més ràpides i sensibles”, apunta el microbiòleg de la UA.

D'altra banda, els investigadors han descobert que AlCas12a pot actuar fins i tot sense guia d'ARN, una cosa inusual en aquesta mena d'enzims, i que permet atacar el genoma invasor sense necessitat de reconèixer una seqüència concreta. “Actua com un sistema de defensa integral, i proporciona als bacteris tant immunitat innata com adquirida”, detalla Mojica.

En proves de laboratori, AlCas12a ha aconseguit editar gens amb una precisió del 94% i protegir els bacteris de diferents tipus de virus. Els experiments també han confirmat que l'enzim manté la seua activitat en un rang ampli de temperatures, entre 20 i 45 °C, la qual cosa el fa compatible amb una gran varietat d'organismes, des de bacteris fins a plantes i animals.

“Totes aquestes característiques, al costat de la seua grandària compacta, converteixen AlCas12a en una revolució per a l'ús en teràpies gèniques, investigació biomèdica i aplicacions agrícoles”, destaca el catedràtic de la UA.

L'Oficina de Transferència de Resultats de la Investigació (OTRI) de la UA ha inclòs la troballa d'AlCas12a en la seua oferta tecnològica per a aquelles empreses interessades a adquirir la llicència de la patent per a l'explotació comercial.MÉS INFORMACIÓ

MES INFORMACIÓ