¿Cuáles son las diversas aplicaciones (teóricamente posibles) de la tecnología CRISPR?

Los CRISPR son excelentes desde el punto de vista de la investigación básica en biología. Es una forma altamente eficiente de crear mutantes. En la investigación biomédica, algunas de las herramientas más valiosas que tenemos para estudiar enfermedades y otros aspectos de la medicina son los modelos animales. Estoy seguro de que conoce la idea básica de un modelo animal. Eliminamos el gen x en este ratón, pez cebra o D. melanogaster y vemos si causa algún problema detectable. El problema es que eliminar los genes, hacer que se vuelvan no funcionales o hacer que se comporten de manera diferente de lo que debería es un asunto complicado. Ahora sabemos que un gen puede ser eliminado o eliminado (nivel de transcripción reducido), de una forma u otra, y causar diferentes fenotipos. Por ejemplo, este es un gen que cuando muta de diferentes maneras puede causar diferentes fenotipos:

En esta imagen, los puntos rojos y azules indican ubicaciones de mutaciones dentro de este gen en particular que están asociadas con dos enfermedades diferentes. Los puntos verdes indican polimorfismos.

Entonces, al desarrollar un modelo de enfermedad, queremos saber la ubicación exacta y la naturaleza de la mutación que estamos causando. De esta forma podemos, por ejemplo, correlacionarlo con mutaciones encontradas en humanos diagnosticados con enfermedad X y posiblemente encontrar algún vínculo. Con CRISPR, podemos hacer esto y saber EXACTAMENTE lo que sucede en el genoma con una cantidad de confianza muy razonable. Desde un punto de vista experimental, esto es muy atractivo.

Página en sciencedirect.com

Dado que hace una pregunta tan amplia (teóricamente posible), pondré mi respuesta en esta pregunta CRISPR, las otras son más específicas, al parecer, excepto por una sesión privada de alguien (lo que sea). Soy un “generalista”, así que me gusta mirar la imagen menos específica. Gran parte de lo que lees son todas las “aplicaciones” de la “tecnología” (lo cual, por supuesto, es fantástico).

Si aún no lo ha hecho, esta es una muy buena lectura y resumen:

Innovador editor de ADN transmitido por bacterias | Quanta Magazine

En primer lugar (del artículo):

1.) “Apenas hemos comenzado a entender cómo funciona CRISPR en el mundo natural. Los microbios lo usan como un sistema inmunológico sofisticado, lo que les permite aprender a reconocer a sus enemigos. Ahora los científicos están descubriendo que los microbios también usan CRISPR para otros trabajos”. “La historia natural de CRISPR plantea muchas preguntas a los científicos, para las cuales aún no tienen muy buenas respuestas”.

Entonces pregunto, hmmmm, entonces los microbios lo usan para alterar sus genomas para defenderse de un invasor que han detectado en el genoma … ¿pueden las células humanas hacerlo? ¿Es así como luchan contra los virus? ¿Lo usarán para modificarse si nuestro entorno interno cambia según la dieta, los antibióticos, etc.? Básicamente, ¿cuáles son las implicaciones para el funcionamiento del cuerpo? Solo preguntas … aquellos que conocen los detalles pueden tener respuestas … pero según la cita anterior, solo estamos rascando la superficie.

2.) “Koonin sabía que los microbios no son víctimas pasivas de ataques de virus. Tienen varias líneas de defensa. Koonin pensó que las enzimas CRISPR y Cas proporcionan una más. En la hipótesis de Koonin, las bacterias usan enzimas Cas para atrapar fragmentos de ADN viral. luego inserte los fragmentos de virus en sus propias secuencias CRISPR. Más tarde, cuando aparezca otro virus, la bacteria puede usar la secuencia CRISPR como una hoja de trucos para reconocer al invasor “.

Esto parece “rimar” con lo que llamamos “elementos transponibles” … a veces llaman a algunos de ellos “elementos virales” que saltan alrededor de nuestro propio genoma y lo cortan y pegan … lo alteran … ¿esto puede ayudarnos a entenderlos? ¿Nuestro genoma tiene funciones de tipo “nítido” en el enésimo grado?

3.) “A medida que surgió la biología de CRISPR, comenzó a hacer que otras defensas microbianas parecieran francamente primitivas. Utilizando CRISPR, los microbios podían, en efecto, programar sus enzimas para buscar cualquier secuencia corta de ADN y atacarla exclusivamente”.

Emocionante … pero suena peligroso en las manos equivocadas … obviamente.

4.) “CRISPR es diferente. Dado que los microbios son organismos unicelulares, el ADN que alteran para combatir los virus es el mismo ADN que transmiten a sus descendientes. En otras palabras, las experiencias que estos organismos tienen alteran sus genes, y que el cambio es heredado por las generaciones futuras. Para los estudiantes de historia de la biología, este tipo de herencia se hace eco de una teoría en gran parte desacreditada promovida por el naturalista Jean-Baptiste Lamarck a principios del siglo 19. Lamarck abogó por la herencia de los rasgos adquiridos “. {snip} “¿Significa esto que CRISPR cumple con los requisitos para la herencia lamarckiana?” En mi humilde opinión, lo hace “, dijo Koonin”.

Entonces CRISPR transformará la teoría evolutiva misma. Perdón por la multitud “La selección natural es todo lo que necesitamos”, pero la escritura ha estado en la pared por un tiempo y la gente de EVO-DEVO y Lamarckian está en lo correcto … ya sea que “lo necesitemos” o no, ahora es un hecho que sucede: la información adquirida se puede transmitir … y ahora que sabemos qué buscar … ¡cuidado! De hecho, PIENSE en la magnitud de tal cambio basado en lo poco que son estas cosas … una sola célula cambia su ADN para dar cuenta de un invasor entrante … Aquí virus. No debería sorprender que un lagarto pueda regenerar extremidades o colas … probablemente sea tan simple como basarse en poder encontrar suficiente proteína para comer durante el proceso … claramente esto acaba de comenzar, hay poco Sin duda, el clima se llama “CRISPR” o no, similar, pero probablemente en múltiples niveles, surgirán descripciones y vías. Ahora, esto no debería ser una sorpresa porque sabemos desde hace bastante tiempo que la información adquirida “epigenética” se puede transmitir. Hay varios biólogos prominentes que estoy seguro de que están contentos de ser validados y no pueden esperar para usar esta información para demostrar que han sido correctos. Sé que lo somos, ayuda a validar la premisa del libro en mi perfil.

Por último, tenemos que recordar que la vida inventó esta “tecnología” hace eones (jajaja, ¿me pregunto si alguien está tratando de padecer ESA secuencia?) Mirando más ampliamente, lo llamaría un descubrimiento, y uno fantástico … NO estoy tomando lejos del descubrimiento. Aparentemente, parte de lo bueno de esto es que se puede usar con una “tecnología” relativamente simple, o al menos existente desde el principio.

¡Espero que todo esto sea interesante y no demasiado aburrido!

Creo que la influencia más directa es que CRISPR hizo que la eliminación de genes sea un trabajo estandarizado, al igual que cryo-EM para la resolución de proteínas.

Antes del advenimiento de CRISPR, la eliminación de genes se realiza a través de ZFN o TALEN personalizados. Sin embargo, no todos los investigadores pueden permitírselos, por lo que la mayoría recurrió a un ARNi alternativo. RNAi en realidad no eliminó el gen, simplemente inhibió su expresión a través de la interferencia de RNA. Desafortunadamente, debido a que a menudo hay expresión génica residual, los experimentos de desactivación génica a menudo arrojaron ambigüedad e incluso resultados contradictorios.

Actualmente, CRISPR está disponible para todos los investigadores de todo el mundo. Se necesita solo $ 200 para construir un sistema CRISPR, que puede inactivar inequívocamente cualquier gen dado. Personalmente, creo que ya no se debería permitir que se publiquen los artículos que usan ARNi como un medio de desactivación de genes.

Las posibilidades son infinitas. hasta ahora se está utilizando para la edición del genoma, la regulación transcripcional y la imagen de la cromatina en células vivas

Sugiero seguir los documentos recientes. Y hay una revisión escrita por Feng Zhang publicada recientemente en Nature Medicine. Página en nature.com

APLICACIONES CRISPR

Ayuda a estudiar el complejo del sistema nervioso.

Reparación dirigida por homología (HDR)

Silenciamiento génico

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