Anti-CRISPR: el himno de una revolución escondida

Por J. M. Mulet, el 17 noviembre, 2020. Categoría(s): Bioseguridad • Camilo Calvache • Master IBMCP ✎ 284

Post realizado por Camilo Calvache, alumno del máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

Esta historia trata de una revolución, una rebelión que pretende acabar con todo lo conocido. Debe quedar constancia que, a más de una década de aquel suceso histórico todavía no hemos sido capaces de controlarlo, hasta ahora.

Esta es la bitácora de los experimentos que hemos llevado a cabo durante estos meses y ahora que la hago pública, sé muy bien que mañana apareceré en los medios y tendremos que irnos al fondo del mar a continuar con la investigación. Querido lector, quédate leyendo el informe hasta el final para saber la oscura verdad.

El advenimiento de la tecnología CRISPR/Cas al mundo científico representó un punto de inflexión. Las proteínas Cas fueron descubiertas en bacterias, seres minúsculos que las usan para defenderse frente a virus, y, rápidamente comenzaron a ser modificadas y usadas para, lo que prometían, salvar al mundo. Pero, aquel día en el que, cuales soldados, se comenzó a dotarlas de armas, fuerza inimaginable y actividades que hace unos 20 o 30 años parecían tan solo un sueño, desataron su naturaleza errante. Una naturaleza que al inicio parecía ser tan solo producto de la imaginación de quienes lograron presenciarla pero que hoy en día se encuentra muy bien documentada. Con distintas tácticas se intentó controlar a estos pequeños soldados. Se integraron sistemas inducibles por químicos, por estímulos ambientales, por luz, pero seguían escapando para buscar su instinto. Eso sin duda generaba muchas dudas en la comunidad científica, en los gobiernos y en el pueblo. Esto, que claramente no es un debate acerca de transgénicos, generaba el mismo miedo en la población. Parecía no haber solución alguna, por lo menos en los sistemas vegetales.

Sin embargo, desde hace unos meses, nos hicimos con un compendio de trabajos que parecían trazar la maniobra definitiva. Descubrimos así una salida que de momento parece prometedora. Sentado en mi computadora y a cargo de mi increíble tutora, Marta Vázquez, comenzamos a trazar los posibles caminos para realizar esta primera descripción. Su nombre en clave: proteínas Anti-CRISPR. Las hemos diseñado y equipado para que sean los mercenarios perfectos, antihéroes, depredadores. Debo comentarte aquí, estimado lector, que su mecanismo de acción puede ser variado. Los depredadores del batallón anti-CRISPR tienen distintas formas de “asesinar” a las rebeldes proteínas Cas que han decidido filtrarse por allí. Y no solo eso, ya que son capaces de detener toda su actividad. Pueden impedir su unión al ADN, pueden romper su guía, entre otras. Y lo más curioso es que nos encontramos trabajando en hacerlas reactivas frente a un estímulo determinado, para lo cual, nos enfocaremos en un sistema basado en luz verde a fin de optimizarlo en Nicotiana benthamiana, una especie modelo, que ha resultado importante para la producción de proteínas recombinantes o Molecular Pharming.

El sistema de luz verde es muy sencillo. Este, descubierto en la bacteria Thermus thermophilus se encuentra compuesto por el operador CarO8, que funciona como una validadora que permite que las piezas necesarias se acoplen para que nuestro gen de interés se exprese o se reprima. Aquí, quienes se encargan de desencadenar esta última acción son las proteínas CarH, factores de transcripción o más bien, motores de carreras específicos y fuertes, debido a que llevan en sus bolsillos a potenciadores denominados VP16. Estas, en presencia de su cofactor, la cobalamina o AdoB12, su combustible, y en la oscuridad de la noche, se instalan sigilosamente en el operador CarO8 para equipar todo y liberar a las bestiales Anti-CRISPR, que, entre las sombras asesinarán a toda Cas9 que se encuentren en el camino. Por supuesto, todo cambia en presencia de luz verde, donde rápidamente, CarH se disgregarán, dejando de estimular la producción de las mercenarias Anti-CRISPR y evitando así que se descubra su plan.

Debo decirte preciado lector, que has llegado al final de mi informe, en medio de una guerra silenciosa, una que no ves, pero que ahora sabes que existe. Has de saber que esto promete mucho y que en el futuro seremos capaces de integrarlos en circuitos, como computadoras con aplicaciones de control para esas erráticas Cas9.



284 Comentarios

  1. Si no mal entiendo, me hablas que proteínas usadas para combatir enfermedades se salen de control y me dices q las intentas controlar a través de otras proteínas?
    Esto también no debilita a la proteína que combate a las enfermedades?.

    1. Felicitaciones Cami por esta investigación, sin duda un gran aporte científico. Es emocionante que puedas compartir con tus colegas y publico en general acerca de los avances en estas herramientas biotecnologicas. Sigue adelante siempre cosechando muchos logros más. Éxitos 🙂

    2. A pesar de que últimamente se ha hablado mucho acerca de que las proteínas Cas pueden ser usadas para poder tratar enfermedades, todavía no es una realidad. Lo que sí es sabido es que muchas veces estas pueden tener actividades no deseadas, por lo que existe esa necesidad de establecer un control adecuado de estas cuando uno desea, por lo que si uno para de producir proteínas Acr, las proteínas Cas pueden volver a funcionar con normalidad en la medida en las que sigan siendo producidas. Como si fuera una tapa de una manguera, cortas el flujo con la tapa, pero cuando la liberas, puede continuar. Un saludo

  2. Espero que se continúen asiendo las debidas investigaciones sobre el tema ya que me parece fundamental que toda la población a nivel mundial se encuentre informada sobre ciertas problemáticas que nos vincula a todos y cada uno de nosotros

    1. Me parece interesante creo que la mayoría de personas desconocíamos de esta información,felicitaciones a todos el equipo de investigación y gracias por compartir

      1. Muy interesante, no habia tenido conocimiento sobre el tema, insita a seguir informandome sobre el tema, apoyo total a todo lo que contribuye a la investigacion, exitos en todo el proceso y los resultados.

    1. Siento un poco de temor al ser ignorante en el tema, pero gracias a Dios existe gente que estudia y se prepara para ayudar de la mejor manera a todos, haciendome sentir un poco mas seguro 👍… felicitaciones excelente investigación, estoy seguro de que va a ser la mejor 👍

    2. Esta investigación, de momento usa transformación transitoria, es decir que toda la planta no es transgénica, tan solo una cierta cantidad de células en una hoja determinada. Piensa que alguien te da posada durante un par de días, pero no para siempre. Ahí está la diferencia.

  3. He comprendido que con el método que ustedes han desarrollado pueden elaborar proteínas anti CRISPR y logrado la represion de esos genes anómalos … FELICITACIONES POR TAN IMPORTANTE DESARROLLO BIOTECNOLÓGICO

    1. Gracias William! Le comento que lo que más tratamos de hacer es controlar la actividad de las proteínas Cas, que a pesar de que no son genes anómalos ya que somos nosotros quienes también los usamos para distintos objetivos, muchas veces requerimos de un control adecuado para poder hacer que no se filtren o hagan cosas que no queremos.

  4. A lo largo de todos mis estudios me di cuenta que CRISPR es la herramienta perfecta, pero que sucede después ? Gracias por compartir una pequeña parte de lo que podría ser una solución a un tema del que muchos no lo tienen claro

    1. Sucede que muchas veces se ha observado que pueden haber off-targets y expresiones filtrantes en sistemas de control transcripcional, por lo que resulta necesario tener algo, que en este caso son las proteínas Acr, para poder frenar aquellos fenómenos y hacer de la tecnología CRISPR/Cas, algo más seguro y controlable

    1. Sucede que muchas veces se ha observado, para las proteínas Cas, que pueden haber off-targets, es decir, que un determinado guía (que es la secuencia de RNA que utilizan las proteínas Cas como una dirección para ir y realizar su actividad en una parte determinada del genoma) le resulta «confuso» por decirlo así, a las proteínas Cas ya que puede que hayan posiciones del genoma que sean muy parecidas, haciendo que estas generen cortes en esas regiones que no queríamos cortar y en el caso de las dCas (proteínas que han sido mutadas para que no puedan cortar el DNA y a las que se les ha dado la misión de aumentar o reprimir la expresión de un gen) se han visto expresiones filtrantes en los genes diana. Esto, que ha sido visto en experimentos, resulta de preocupación si en algún momento se quiere usarla en humanos, pero también en otras ramas, por lo que resulta necesario tener algo, que en este caso son las proteínas Acr, para poder frenar aquellos fenómenos y hacer de la tecnología CRISPR/Cas, algo más seguro y controlable

  5. Gran aporte para el mundo, felicitaciones por tu investigación y dejar descubierta una verdad que quizá e incluso resulta incomoda para unos y beneficiosa para otros.

    Felicitaciones estimado Camilo gran trabajo

  6. Para un lector comun, existen ciertos nombres o codigos difícil de entender pero de forma general se puede considerar que se identifica a las plantas, en este caso tomates con genes mutantes y según la investigación que desarrolla se puede evidenciar la manipulación y procedimientos que se siguen para su estudio y así desarrollar medidas óptimas para me imagino el posterior consumo.

    1. Es muy interesante ver cómo la ciencia siempre puede ser falseable y refutable. En este artículo me ha llamado mucho la atención la manera en la cual se ha investigado hasta encontrar una posible solución frente a una situación compleja. La investigación muchas veces arroja resultados inesperados y, aveces poco desesdos; pero allí está lo desafiante, ir puliendo los resultados hasta obtener una «rebelión» como menciona acertadamente el autor. Felicidades Camilo, espero leer mucho más acerca del tema.

    2. A pesar de que el blog se llame «Tomates con genes» en nuestro estudio estamos usando a Niconiana benthamiana, que es una planta «prima» del tabaco que se ha usado como una especie modelo en biotecnología vegetal. Más allá del consumo, esta tecnología que la estamos optimizando, va hacia un control de lo que se quiere realizar con la técnica CRISPR/Cas. Es como de cierta forma, una señal de pare o un retén policial. El relato se lo ha realizado en la medida que se quiere que el lector comprenda qué función tiene cada cosa dentro del sistema. No podemos dudar que en algún momento del futuro se pueda usar otros fines en el campo agrícola, pero de momento este es el primer paso.

  7. Excelente blog Camilo!!. Me parece genial la forma en la que has llegado al lector. Sin duda, es un camino prometedor y que se espera, sirva de mucho en el avance de edición genómica de plantas.

    1. Realmente un informe muy importante siga adelante en sus investigaciones q serán muy útiles para la humanidad conforme siga avanzando los estudios mucha suerte y muchos éxitos

    1. Soy ignorante en el tema si embargo llegué a comprender que se investiga sobre una manera de proteger nuestras plantas, la verdad suena interesante ahora más en este tiempo que la mayoría de nosotros ha optado por improvisar un huerto casero en nuestros patios. Espero tengas éxitos y logros en tus investigaciones en pro de la naturaleza y su cuidado.

  8. Un excelente trabajo, no sabia nada ni había oído de las proteínas anti-CRISPR y como las mismas pueden actuar, para nuestro beneficio y cómo podrían ayudarnos a tratar muchas enfermedades que hasta el momento sólo han quedado con un tratamiento sintomático y no etiológico ni curativo. El presente trabajo científico abre las puertas para mejores resultados, expectativas y el bienestar del ser humano y de nuestro planeta, siga adelante que científicos como usted hacen grande a nuestro país, espero recibir más información de su trabajo, felicitaciones y siga adelante, un abrazo Rodrigo

    1. Indudablemente un tema bastante interesante y para muchos de nosotros hasta ahora desconocido felicito la iniciativa del investigador y auguro que los estudios de la proteína anti CRISPR tenga múltiples efectos benéficos para la humanidad

      Fernanda Chafla

  9. Guauuu, me parece interesante esta y todas las investigaciones que se hagan al respecto, necesitamos de personas como ustedes, que perseveren en ese campo, para el bien de la humanidad!!

    1. Saludos, felicitaciones por el modo de abordar este tema y convertirlo en un artículo muy interesante y conciso. Creo que es muy importante que como científicos, se preocupen de desarrollar un modo de comunicación efectivo y simple. Este tipo de tecnología Anti-CRISPR promete bastante . Les deseo muchos éxitos. Atte. Adrián

  10. Estimados investigadores
    Vivimos en una era donde la ciencia y tecnología han dado grandes pasos, sin embargo, aún no logra responder a muchas incógnitas, precisamente porque el mundo, la vida está en constante cambio y evolución, y más aún el mundo de las bacterias y virus, siguen siendo desconocidas.
    Por ello los resultados expresados en esta bitácora son muy alentadores, ya que nos presentan una alternativa a un problema y que al parecer es efectiva no se si tan simple utilizando la luz verde, para el efecto de las proteínas.
    Entiendo que siguiendo un protocolo de investigación aún no hay resultados concluyentes.
    Felicitaciones, sigan adelante, sus aportes son importantes.
    Saludos

    1. Debo mencionarle que el uso de la luz verde ha sido ya probado previamente en otros organismos. En este caso, nosotros lo hemos incorporado para nuestro objetivo. Todavía queda mucho por realizar, pero podemos decir que las cosas van bien encaminadas. Las actualizaciones se las haré saber. Un saludo

  11. Excelente trabajo, Camilo sigue adelante con todas las investigaciones para mejorar el bienestar del planeta y del mundo entero. Mil felicitaciones

    1. De hecho, este artículo no se trata de las bacterias buenas o malas. Estamos usando piezas clave que se han descubierto en ellas para poder incorporarlas en las plantas. Al final, nuestra investigación viene encaminada a obtener el mayor beneficio para el ser humano.

  12. Hola, es muy interesante el tema que se trata.
    Como se sabe estas proteínas se encuentran en las bacterias, al inhibirlas se podría combatir diversas enfermedades, por lo tanto podría ser una buena opción terapéutica. Hay que seguir realizando investigaciones acerca de este tema, gracias por compartir este conocimiento.

    1. Hola! te cuento que el descubrimiento de proteínas en bacterias, así como en otro organismo, viene dado por diversas técnicas entre las que se encuentran aquellas que son bioinformáticas (es decir en la computadora) como de experimentos de laboratorio. La utilidad que les vayas a dar puede ser variada, y en este caso, a pesar de que nuestra Acr está destinada a controlar a la proteína Cas, es esta última la que tiene grandes potenciales de poder ser usadas a nivel terapéutico, sin embargo, todavía es eso, una promesa, porque faltan muchos experimentos y pruebas para poder optimizarla al 100% y que sea segura. Gracias por tu comentario. Un saludo

  13. Excelente trabajo científico Camilo!

    Que interesante compartir parte de tu estudio, porque sin duda esta investigación permite comprender de mejor manera los mecanismos y función de las proteínas anti-CRISPR, y a la vez, facilita el desarrollo de nuevas herramientas para estudiarlas.
    Además, los estudios y publicaciones sobre este tema son prácticamente recientes, en la actualidad existe un número pequeño de trabajos publicados en bases de datos. Por lo tanto, considero que el aporte de tu trabajo es de suma importancia para el campo científico en general.

    Felicitaciones!

  14. Camilo, felicitaciones. Muy interesante la forma en la que decidiste contar acerca de tu investigación, pero más aún lo que propones con las proteínas Anti-CRISPR. Éxitos siempre!!

  15. Debo suponer que este articulo se trata sobre los genes mutados en vegetales, mi duda seria cual es el daño que ocasiona la proteina Cas en los vegetales ?
    Y tambien mencionas como actuan las proteínas Anti-CRISPR algo que a mi parecer es novedoso pero como sabemos si esta proteina no afecta al ADN de dichos vegetales ?

    1. Hola Emilio! Con respecto a tu primera duda, debo decirte que el principal daño que podrían ocasionar las Cas en los vegetales son los off-targets, es decir, que estas corten partes del ADN de las células que nosotros no hemos «pedido» que corten. Esto es un problema porque puede que las plantas terminen mutadas en genes que no queremos que hayan mutado

    2. Por otro lado, las proteínas Acr no afectan al ADN de los vegetales porque estas bloquean la actividad de la proteína Cas, sin interactuar con el ADN, razón por la que resultan prometedoras.
      Gracias por tus comentarios! Un saludo

  16. Super interesante tu trabajo Camilo esto es de interes de todos, una problematica que se esta creando con los cambios que estamos viviendo, un abrazo Camilo excelente trabajo.

    1. Felicitaciones Cami por esta investigación, sin duda un gran aporte científico. Es emocionante que puedas compartir con tus colegas y publico en general acerca de los avances en estas herramientas biotecnologicas. Sigue adelante siempre cosechando muchos logros más. Éxitos 🙂

  17. Me parece una información interesante, es otra forma de evitar que estas proteínas se liberen al ambiente y causen efectos no deseados, que una vez cumplan su función se pueda eliminarlas. Había escuchado de la tecnología CRISPR TKC, cuyo objetivo es similar, pero esta nueva forma llama mi atención.

    1. Me alegra conocer que existe mucho camino que recorrer y que cada vez que como biotecnología descubrimos algo nos damos cuenta que no sabemos nada y volvemos al origen una pregunta y comienza el nuevo ciclo ahora con nuevas tecnologías y nuevas herramientas que lo facilitan

    2. Te comento que mucho más allá de eliminarlas, se trata de controlarlas, porque muchas veces quieres mantener la expresión de un gen hacia la producción de un compuesto determinado y elminar por completo a Cas activadoras o represoras resultaría indeseado. Muchas gracias por tu comentario. Un saludo

  18. Muy interesante la información que das en este Blog y sobre todo fácil de entender. No había escuchado sobre anti-CRISPR pero después de haber leído esto tengo una idea inicial muy buena.

  19. Muy interesante la investigación que estas realizando sobre un tema desconocido para muchos, felicitaciones y sigue adelante con la investigación.

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