Anti-CRISPR: el himno de una revolución escondida

Por J. M. Mulet, el 17 noviembre, 2020. Categoría(s): Bioseguridad • Camilo Calvache • Master IBMCP ✎ 308

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.



308 Comentarios

  1. La tecnologia CRISPR/Cas es una herramienta molecular utilizada para incursionar en el genoma celular, los extremos cortados se pueden pegar e inactivar el gen. se permite cortar y pegar secuencias de ADN, con lo que se detiene actividad celular en bacterias, es muy interesante la investigacion de luz verde y las proteinas ANTICRISPR que la estan haciendo, sigan adelante .Muchas gracias por ello.

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    2. Excelente aporte y me agrada mucho la forma como transmites tu investigación, lo hace llamativo y entendible para muchas mas personas que solo las que sepan acerca de CRISPR.

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    3. Con la tecnología CRISPR no solo puedes hacer eso, puedes hacer muchas otras cosas y no solo en bacterias. Sin embargo, nuestro objetivo es dar con algo que permita controlar adecuadamente su actividad. Muchas gracias por su comentario.

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    4. Con la tecnología CRISPR puedes hacer muchas otras cosas y también en otros organismos. Sin embargo, nuestro objetivo es dar con algo que permita controlar adecuadamente su actividad. Gracias por su comentario.

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    1. Muy buen post, al amigo que escribió continúe para seguir leyendo sobre su investigación es interesante saber que tenemos mucho por descubrir por el bien de la raza humana espero que su aporte sea para bien bendiciones siga adelante.

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  4. No solo es importante hacer ciencia, sino difundirla de manera simple y clara. Felicitaciones, Camilo, es una herramienta prometedora, y me gustaría saber un poco más. Las preguntas que han hecho otros lectores también son muy buenas, lo que nos deja con ganas de una segunda parte!

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    1. Profe, muchas gracias por sus palabras. Cualquier duda que tenga con respecto a este tema por favor hágame saberla que con gusto le responderé, y por qué no, en un futuro hacer una charla con los estudiantes de Biotecnología de la UDLA.

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    1. Esta forma de utilizar enzimas específicas para regular la expresión génica es novedosa.
      Hay otras maneras de realizar dicha regulación génica como lo es el ARN de interferencia que detiene el proceso de transcripción pero la ventaja del método que presentas es la de modular la expresión del tran/cis gen a través de la luz que reciben las plantas. Además el molecular pharming representa una alternativa sostenible y eficiente.

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      1. Efectivamente, sin embargo, lo que se busca es poder regular las proteínas Cas de manera precisa. Estas proteínas Acr ya existen en la naturaleza y son específicas, lo que las hace adecuadas.

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    1. Implementar herramientas para obtener mejores resultados y mayor seguridad es una muy buena idea, esto abre la posibilidad de nuevos usos de esta tecnología.

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    1. Excelente articulo
      Realmente la información presentada tiene mucho valor en el área científica!
      Gracias Camilo por compartir tu investigación y conocimiento!

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      1. ¿Las proteínas Anti cas tienen algún límite? O quizás algo que se les oponga¿Que tan probable es que las proteínas vas desarrollen resistencia o inmunidad a estás Anti cas?

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        1. El límite está en cómo se modula su expresión. Pero si se refiere a su actividad, cada tipo tiene una forma única de poder regular la actividad de su proteína Cas diana. De momento, sabemos que no hay mecanismos contrarios a este, pero no dudo que puede que los haya. Es poco probable, ya que las proteínas Cas y las anti-CRISPR son proteínas propias de bacterias/archaeas y de fagos respectivamente, por lo que en planta, dentro de esta aplicación, que se hace a través de expresión transitoria, no existe forma en la que se desarrolle una inmunidad por parte de las proteínas Cas hacia sus Acrs, porque los constructos con los que se trabaja son conocidos y generados a través de estrategias de clonaje específicos para plantas, por lo que siempre sabemos con lo que se trabaja y siempre se trabaja con las mismas construcciones.

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  9. Muy interesante el aporte para la comunidad científica, grandes visiones que se van volviendo realidad y afianzan cada vez más el uso de estas tecnologías, que la gente no le tenga miedo a agregarlas en la agricultura y se pierdan esos mitos absurdos o miedos.

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    1. Efectivamente! esperamos que algún día se pueda perder ese tabú y que la agricultura pueda incorporar nuevas herramientas a beneficio del hombre y la naturaleza.

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  10. 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.

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    1. Puede que se las pueda usar para proteger las plantas, sin embargo, el objetivo principal va mucho más allá de eso y no dude que cuando se logre, lo publicaremos igualmente. Muchas gracias por sus deseos y un saludo.

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  14. Camilo me pareció muy interesante tu investigación, con tu aporte podemos ver que lo que uno anhela lo puede cumplir con dedicación, muy interesante el uso de la luz verde, tu artículo fue muy didáctico y comprensible. Felicidades!

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    1. Me alegra saber que ha logrado captar su atención y que pueda conocer uno de los tantos mecanismos existentes para poder controlar la expresión de un gen. Muchas gracias por sus palabras. Un saludo

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  15. Muy interesante tu relato científico estimado Camilo. Para los que no conocemos mucho de la especialidad de Biotecnología se hace muy ameno la lectura. Felicitaciones.

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  16. La forma más fácil de entender ciencia es explicándolo de esta manera. Sin duda nos dejaste esta tecnología clara y con ganas de que se desarrolle más y de que podamos trabajarla en beneficio de nosotros mismos. Me encantó tu explicación, los gráficos y la forma de contarnos, te deseo suerte en tu trabajo porque eres el mejor en lo que haces Cami.

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  24. Este atractivo artículo nos presenta a las proteínas Anti-CRISPR que junto a la luz verde forman un gran equipo capaz de asesinar a toda Cas9. La manera entretenida y sencilla en que el autor escribe hace que el lector se sienta interesado y capaz de entender el tema aunque tenga poco conocimiento de estas proteínas. Útil investigación.

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    1. Felicidades, la verdad que tu post es muy interesante y relevante para nuestro desarrollo, como estas proteínas son muy intuitivas, es un aporte muy bueno para el mundo de la ciencia, explicado de manera muy sencilla y clara.

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  25. Me parece un artículo super interesante y didáctico. Como estudiante de primer semestre de Biotecnología, artículos como este me ayudan a comprender mejor algunas definiciones. Gracias!

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  26. El articulo es muy bueno además de que la investigación desarrollada es de gran valor para la comunidad cientifica interesada en procesos ligados a ADN como es el CRISP, el estudio de la luz verde es un gran indicador del proceso con ANTICRISP.

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  27. Felicidades, la verdad que tu post es muy interesante y relevante para nuestro desarrollo, como estas proteínas son muy intuitivas, es un aporte muy bueno para el mundo de la ciencia, explicado de manera muy sencilla y clara.

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  28. Muy buen articulo, la información es clara y sencilla de entender. La forma en la que el autor redacta el texto es llamativa. Las proteínas Anti-CRISPR descritas en este articulo tienen una funcionalidad fascinante. El futuro suena muy prometedor.

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  29. Es muy importante saber difundir investigaciones científicas de una forma didáctica y comprensible para todos los lectores. Desde luego, es muy interesante conocer como actúan las proteínas Anti- CRISPR en el sistema de luz verde siendo capaces de «asesinar» a todas las Ca9.

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  30. Me parece un articulo muy útil y entretenido, ya que explica de manera clara y sencilla la aplicación de las proteínas Anti-CRISPR.
    Sobre todo me gusto mucho tu forma llamativa y entretenida de explicar, ¡muchas felicitaciones, sigue adelante!

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  31. Muy interesante, es decir que con las nuevas ANTI-CRISPR ¿se puede eliminar la variación de acción buscando solo actuar solo la secuencia de interés sin afectar a las ademas partes donde puede actuar una CRISPR-CAS9 sin ningún tipo de restricción? esto elimina la mutación y el riesgo de uso, por ejemplo en un futuro sobre humanos? Se puede entender que no es necesario activar las ANTI-CRISPR hasta no saber que la expresión o represión de un gen de interés a ser modificado fue realizada con éxito? Que gran manera de explicar la ciencia amigo!!

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    1. Muchas gracias por tus preguntas. Las proteínas Acr tienen distintos mecanismos de acción, entre los que se encuentran evitar la unión de su proteína Cas correspondiente al DNA o cortar las secuencias de RNA guía, entre otras. Es verdad que la actividad de estas es muy robusta y podría ser utilizada a futuro en otros organismos, pero no estoy seguro si también en humanos, a pesar de que se ha logrado probar su funcionalidad en células de mamífero.
      Con respecto a la activación de la Acr, debo decirte que va a depender mucho de cuál sea tu objetivo. A pesar de que la actividad más conocida de las proteínas Cas es su actividad nucleasa, hay esas otras que permiten activar o reprimir la transcripción de uno o varios genes, por lo que puede que quieras que tu Acr se active en un momento dado para parar a esas Cas y dar, por ejemplo con la producción de un compuesto de interés en algún momento y otro en algún otro momento dado. Todavía queda mucho por determinar, pero va bien encaminado.

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    1. De momento estas proteínas han sido probadas en otros organismos, desde bacterias, y en células de mamífero. Este estudio se enfoca en plantas, pero debo decirte que no sé si pueda ser aplicada en humanos. De ser el caso, sería ideal buscar formas de que se pueda producir a la proteina de forma segura dentro de las células del cuerpo.

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  33. Que opinas de la sentencia a He Jiankui el científico que en 2018 le presento al mundo los primeros bebes genéticamente diseñados a ser inmunes al VIH, el uso las CRISPR para hacerlo

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    1. A pesar de que resulta increíble, puedo decir que siento que todavía queda mucho por pulir en estos sistemas para que puedan ser aplicados a futuro de la manera más adecuada. Y no solo eso, pero también que permita obtener el visto bueno desde el punto bioético, que todavía se encuentra muy lejos de ser realidad. Todavía queda bastante por descubrir y por optimizar, pero siento que en algún momento puede ser una vía para mejorar la calidad de vida, siempre y cuando sea con ese fin.

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    1. De momento, en plantas no hemos visto alteración alguna. No puedo decirlo al 100% porque todavía quedan bastantes experimentos por correr y que puedan darnos luz de si existe algún nivel de toxicidad en las plantas o si pueden generar algún desequilibrio en su desarrollo. Por eso, resulta ideal el tener un sistema inducible como el de luz verde y no constitutivo

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  35. Es muy interesante este metodo anti crisp, sigue asi, tu trabajo puede cambiar al mundo

    y tengo una pregunta:
    ¿Este metodo se puede utilizar tambien en humanos en un futuro proximo

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    1. Muchas gracias por sus comentarios. Debo decirte que de momento estas proteínas han sido probadas en otros organismos, desde bacterias y levaduras, así como en células de mamífero. Este estudio se enfoca en plantas, pero no puedo asegurar si se las podría usar en humanos. De ser el caso, sería ideal buscar formas de que se pueda producir a la proteína de forma segura dentro de las células del cuerpo.

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  36. Muy interesante la verdad es bastante entendible y al parecer su uso puede ser específicamente para detener que CRISPR mute sin control con todo lo que encuentre, creo que sería muy útil pues CRISPR esta siendo utilizado en muchísimas investigaciones y tener esta proteína antiCRISPR como botón de emergencia, en caso de algún efecto negativo con el uso de CRISPR, creo que es extremadamente bueno para la industria. Josué Factos un saludo.

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  37. Me pareció bastante interesante la manera en la que fue contada la función de esta herramienta, bastante entretenido y de gran valor científico, felicitaciones por el artículo, espero que podamos saber más sobre el tema pronto

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  38. La manera en que explicas con imágenes y utilizando palabras fáciles de entender para un público general ayuda mucho a comprender el artículo, y me dejo con ganas de conocer más sobre el ANTI-CRISPR.

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  39. Con estas proteínas Anti-CRISPR se pueden esperar avances prometedores en la tecnología CRISPR/Cas, ya que, se mejora su funcionamiento con la eliminación de estas proteínas rebeldes. Además, el poder controlarlas gracias a su reactividad frente al estímulo específico, evitaría que las proteínas Anti-CRISPR lleguen a revelarse igualmente, cierto?. Por otro lado, el artículo fue muy agradable, y facilitó mi entendimiento, adelante!

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    1. Muchas gracias por tu comentario. Con respecto a tu duda, debo decirte que lo más importante de poder controlar a las proteínas Acr frente al estímulo de luz recae en la necesidad de hacer que estas funcionen cuando uno quiera, ya que estas tienen una única misión, que es la de parar a las proteínas Cas. Es poco probable que se rebelen, caso contrario, serán «asesinadas».

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  40. Me parece muy interesante la manera en que das a conocer tu investigación, siempre es importante crear nuevas alternativas de herramientas biotecnológicas para mayor seguridad y beneficio de todos.

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  43. Sin duda este artículo es bastante interesante, en un principio me imaginé una explicación muy compleja pero al leerlo me quedo muy claro gracias a la forma en que lo trasmites, la verdad me sorprendió mucho el papel de la luz verde en esta investigación y considero que esto tendrá un gran futuro.

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  45. Con estas proteínas Anti-CRISPR se pueden esperar avances prometedores en la tecnología CRISPR/Cas, ya que, se mejora su funcionamiento con la eliminación de estas proteínas rebeldes. Además, el poder controlarlas gracias a su reactividad frente al estímulo específico, evitaría que las proteínas Anti-CRISPR lleguen a revelarse igualmente, ¿cierto? Por otro lado, el artículo fue muy agradable, y facilitó mi entendimiento, ¡adelante!

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  47. Me parece un excelente artículo, el enfoque que tomas nos ayuda a entender de mejor manera y además de ello es muy entretenido de leer. Espero que puedas compartir más información y que mantengas la misma estructura que en mi opinión muchas personas podrían leer de tu articulo por la forma que engancha al lector.
    Suerte y sigue adelante!

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  48. Camilo, ¡que rebelión destructiva tan interesante!
    Me pareció fascinante la manera en que comparaste una batalla, con la eliminación de proteínas CAS filtradas, siendo estas las rebeldes del conflicto y quien les asesine; los anti-CRISPR. Hago énfasis también en la parte inicial de tu post, pues siempre me pregunté sobre los orígenes de la técnica CRISPR/CAS y cómo se identificaron las proteínas CAS, gracias por esa información.
    Excelente trabajo y redacción, ¡quedé fascinada!

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