Opción más ágil acelera la creación de potentes herramientas para el ADN

Un equipo investigador ha desarrollado una mejor forma de crear enzimas sintéticas contra secuencias específicas de ADN para su inactivación, reparación o alteración.

El estudio, realizado por investigadores del servicio de patología molecular del Hospital General de Massachusetts (MGH; Boston, MA, EUA), fue publicado en la edición en línea de Diciembre de 2010 de la revista Nature Methods y describe una forma muy eficiente de producir poderosas herramientas denominadas nucleasas con dedo de zinc (ZFN).

"Con nuestro método, denominado ensamblaje dependiente del contexto, cualquier científico puede usar técnicas de biología molecular estándar o de síntesis comercial de ADN para diseñar ZFN para los genes objetivos de su interés”, dijo J. Keith Joung, MD, PhD, jefe asociado de investigación en patología del MGH y autor principal del estudio. "Las ZFN tienen amplia aplicación como herramientas poderosas en la manipulación del genoma celular de diversos organismos, incluyendo los humanos, y pueden proporcionar una manera de corregir eficientemente las mutaciones genéticas que producen enfermedades en los humanos, evitando los problemas que provienen de la naturaleza imprecisa de la actual aproximación terapéutica mediante vectores virales”.

La mayoría de los factores de transcripción que definen si una señal se convierte en una proteína se unen a secuencias específicas de ADN mediante péptidos denominados dedos de zinc. Las nucleasas con dedos de zinc son "diseñadores” sintéticos de proteínas que combinan el dominio de un dedo de zinc, diseñado para unirse a una secuencia específica de ADN, con una enzima que rompen las hebras del ADN en el sitio blanco. La creación de proteínas específicas ha sido un enorme desafío, por lo cual las ZFN tienen un gran potencial.

En 2008 el Dr. Joung y sus colegas de la Universidad de Minnesota (Twin Cities, EUA) y de otras entidades, miembros del Zinc Finger Consortium (Consorcio Dedos de Zinc), reportaron el desarrollo de un método denominado OPEN (Oligomerized Pool ENgineering: Oligómeros diseñados en bloque), el cual toma en cuenta los efectos dependientes del contexto. Pero aunque OPEN funciona bien, se requiere hasta un año para que un laboratorio establezca la tecnología y dos meses de trabajo para crear la ZFN que se desea. Para enfrentar estas limitaciones el equipo investigador del MGH ensambló un amplio archivo de ZFN que se sabe que funcionan bien cuando se colocan juntas – básicamente, piezas de un rompecabezas que ya han estado juntas antes. Mediante la técnica dependiente del contexto, los investigadores lograron ensamblar docenas de ZFN en tan solo cuatro días.

Como en el caso de OPEN, el laboratorio de Joung y el Zinc Finger Consortium tendrán el software y los reactivos necesarios para realizar un ensamblaje dependiente del contexto, a disposición de todos los laboratorios académicos.

"Un santo grial de la genética es la capacidad de efectuar cambios dirigidos a genes individuales”, afirmó Laurie Tompkins, PhD, quien supervisa las subvenciones en genética en el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, uno de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (Bethesda, MD, EUA) y una importante promotora de este estudio. "El Dr. Joung y sus colegas han desarrollado una estrategia eficiente y extraordinariamente simple para usar la tecnología de dedos de zinc para cambiar versiones alteradas de genes por versiones normales – o viceversa – dotando por igual a los científicos básicos y a los médicos con una herramienta de investigación de amplia aplicación”.

Los desafíos que presenta a los científicos interesados en utilizar ZFN en sus investigaciones fueron descritos en un artículo en la edición de otoño de 2010 de Proto, la revista patrocinada por el MGH.

Enlaces relacionados:

Massachusetts General Hospital
Zinc Finger Consortium