El grupo de investigación de Microbiología Molecular de la Universidad de Alicante (UA) ha identificado una nueva enzima con prometedoras propiedades para las herramientas de edición genética CRISPR-Cas. Denominada AlCas12a, esta proteína representa un avance significativo en el campo de la biotecnología, la biomedicina y la agroalimentación.
Derivada de un metagenoma (material genético) procedente de aguas residuales, AlCas12a es un 20 % más pequeña que las variantes disponibles hasta el momento en el mercado, un factor que facilita su administración a células. Además, es muy flexible y con una doble actividad de “corte” de ADN, aspectos que facilitan abordar un número mayor de secuencias diana y aumentar las posibilidades de éxito de las técnicas CRISPR.
El desarrollo de esta herramienta, liderado por el catedrático de microbiología de la UA, Francis Mojica, junto a los investigadores Ignacio Baquedano, Javier Espinosa, Noemí Marco y Riccardo Rosselli, “supone un paso en la edición genética de alta precisión en plantas y animales, en la detección rápida de patógenos, en el desarrollo de bacterias resistentes a virus o en la producción de agentes antibacterianos de nueva generación como alternativa a los antibióticos tradicionales”, explican.
Las tecnologías CRISPR-Cas han revolucionado la ciencia al permitir modificar genes de manera precisa, rápida y económica. Gracias a ellas, científicos de todo el mundo pueden “cortar” y “pegar” el ADN para eliminar mutaciones, introducir mejoras genéticas o desarrollar terapias innovadoras. En este sentido, “la enzima AlCas12a, al ser tan compacta, versátil y con nuevas funciones, es un avance para las técnicas de edición que ya conocemos”, añade Mojica.
Características
Una de las particularidades transformadoras de AlCas12a es su doble capacidad de corte del ADN: cis y trans. La primera puede actuar de forma dirigida, como unas “tijeras moleculares” programadas para reconocer una secuencia concreta del genoma, es decir, cortar un fragmento de ADN en un punto exacto para modificarlo o sustituirlo.
En segundo lugar, el corte en trans puede degradar material genético de cadena sencilla de forma inespecífica. “Esta función ayuda a detectar la presencia de virus o bacterias y abre el camino a desarrollar pruebas de diagnóstico más rápidas y sensibles”, apunta el microbiólogo de la UA.
Por otro lado, los investigadores han descubierto que AlCas12a puede actuar incluso sin guía de ARN, algo inusual en este tipo de enzimas, y que permite atacar el genoma invasor sin necesidad de reconocer una secuencia concreta. “Actúa como un sistema de defensa integral, proporcionando a las bacterias tanto inmunidad innata como adquirida”, detalla Mojica.
En pruebas de laboratorio, AlCas12a ha logrado editar genes con una precisión del 94 % y proteger a las bacterias de distintos tipos de virus. Los experimentos también han confirmado que la enzima mantiene su actividad en un rango amplio de temperaturas, entre 20 y 45 °C, lo que la hace compatible con una gran variedad de organismos, desde bacterias hasta plantas y animales.
“Todas estas características, junto a su tamaño compacto, convierten a AlCas12a en una revolución para su uso en terapias génicas, investigación biomédica y aplicaciones agrícolas”, destaca el catedrático de la UA.
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