Bakterio eta birusetako "CRISPR-Cas sistemek" inbaditzaileak diren birus-sekuentziak identifikatzen eta suntsitzen dituzte. Birus-infekzioen aurkako babes-sistema bakteriano eta arkeala da. 2012an, CRISPR-Cas sistema genoma editatzeko tresna gisa aitortu zen. Ordutik, CRISPR-Cas sistema ugari garatu dira eta aplikazioak aurkitu dituzte gene-terapian, diagnostikoan, ikerketan eta laboreen hobekuntzan bezalako arloetan. Hala ere, gaur egun eskuragarri dauden CRISPR-Cas sistemek erabilera kliniko mugatua dute, helburutik kanpoko edizioaren, DNAren mutazio ustekabeen eta heredagarri diren arazoen maiztasunagatik. Ikerlariek duela gutxi jakinarazi dute CRISPR-Cas sistema berri bat, gaixotasun genetiko desberdinekin lotutako mRNA eta proteinak zehatzago zuzendu eta suntsitu ditzakeena, helburutik kanpoko eraginik eta heredagarri diren arazorik gabe. Craspase izenekoa, proteinak editatzeko funtzioa erakusten duen lehen CRISPR-Cas sistema da. RNA eta proteinak edita ditzakeen lehen sistema ere bada . Craspase-k dauden CRISPR-Cas sistemen muga asko gainditzen dituenez, gene-terapia, diagnostikoa eta monitorizazioa, ikerketa biomedikoa eta laboreen hobekuntza iraultzeko potentziala du.
“CRISPR-Cas sistema” bakterioen eta arkeoen birusen infekzioen aurkako sistema immune naturala da, birus-genearen sekuentziak identifikatzen, lotzen eta degradatzen dituena babesteko. Bi zati ditu: lehen infekzioaren ondoren bakterio-genoman sartutako birus-genetik transkribatutako RNA bakterianoa (CRISPR izenekoa, inbaditzen ari diren birus-geneen sekuentziak identifikatzen dituena) eta “CRISPR lotutako proteina (Cas)” izeneko suntsitzaile- proteina lotua , birus-genearen sekuentziak lotzen eta degradatzen dituena bakterioak birusen aurka babesteko.
CRISPER-ek "multzokatutako errepikapen palindromiko laburrak" esan nahi du. Errepikapen palindromikoek ezaugarritzen duten transkribatutako bakterioen RNA da.
Palindromo errepikapenak (CRISPR) lehen aldiz E. coli -ren sekuentzietan aurkitu ziren 1987an. 1995ean, Francisco Mojicak antzeko egiturak ikusi zituen arkeoetan, eta bera izan zen bakterioen eta arkeoen sistema immunitarioaren parte zirela pentsatu zuena lehen aldiz. 2008an, esperimentalki frogatu zen lehen aldiz bakterioen eta arkeoen sistema immunitarioaren helburua DNA arrotza zela eta ez mRNA. Birus-sekuentziak identifikatzeko eta degradatzeko mekanismoak iradokitzen zuen sistema horiek genoma editatzeko tresna gisa erabil zitezkeela . 2012an genoma editatzeko tresna gisa aitortu zenetik, CRISPR-Cas sistemak bide luzea egin du geneak editatzeko sistema estandar sendo gisa eta aplikazio ugari aurkitu ditu biomedikuntzan, nekazaritzan eta industria farmazeutikoetan, terapia genetiko klinikoan barne 1,2.
CRISPR -Cas sistema ugari identifikatu eta eskuragarri daude dagoeneko DNA/RNA sekuentziak monitorizatu eta editatzeko ikerketarako, sendagaien baheketarako, diagnostikorako eta tratamenduetarako. Gaur egungo CRISPR/Cas sistemak 2 klasetan (1. eta 2. klasea) eta sei motatan (I. motatik XI.era) banatzen dira. 1. klaseko sistemek Cas proteina anitz dituzte, eta horiek konplexu funtzional bat osatu behar dute beren jomugei lotzeko eta haietan jarduteko. Bestalde, 2. klaseko sistemek Cas proteina handi bakarra dute jomuga-sekuentziak lotzeko eta degradatzeko, eta horrek 2. klaseko sistemak errazago erabiltzen ditu. Ohiko 2. klaseko sistemak Cas 9 II. mota, Cas13 VI. mota eta Cas12 V. mota dira. Sistema hauek nahi ez diren albo-ondorioak izan ditzakete, hau da, jomugatik kanpo eragina eta zitotoxikotasuna 3,5.
Gaur egungo CRISPR-Cas sistemetan oinarritutako gene-terapiak erabilera kliniko mugatua dute, helburutik kanpoko edizioa, DNA mutazio ustekabekoak, DNA zati handien ezabaketak eta DNA egitura-aldaera handiak helburuko zein helburutik kanpoko guneetan barne, zelulen heriotzak eta beste arazo hereditario batzuk dakartzatelako.
Craspase (edo CRISPR-k gidatutako caspase)
Ikertzaileek duela gutxi CRISPER-Cas sistema berri baten berri eman dute, 2. Klaseko III-E Motako Cas7-11 sistema bat, kaspasa-antzeko proteina batekin lotutakoa, horregatik Craspase edo CRISPR-gidatutako caspase 5 izena eman diote (Kaspasak zisteina proteasak dira, apoptosian funtsezko zeregina dutenak zelulen egiturak hausten). Aplikazio potentzialak ditu gene-terapian eta diagnostikoan, hala nola. Craspase RNAk gidatuta eta RNAk zuzenduta dago, eta ez da DNA sekuentziekin inplikatzen. Gaixotasun genetiko desberdinekin lotutako mRNA eta proteinak zehatzago zuzendu eta suntsitu ditzake, helburutik kanpo eraginik gabe. Horrela, gaixotasunekin lotutako geneak ezabatzea posible da mRNA edo proteina mailan ebakiz. Gainera, entzima espezifiko batekin lotzen denean, Craspase proteinen funtzioak aldatzeko ere erabil daiteke. Bere RNase eta proteasa funtzioak kentzen direnean, Craspase desaktibatzen da (dCraspase). Ez du ebaketa-funtziorik, baina RNA eta proteina sekuentziekin lotzen da. Beraz, dCraspase diagnostikoan eta irudigintzan erabil daiteke gaixotasunak edo birusak kontrolatu eta diagnostikatzeko.
Craspase proteinak editatzeko funtzioa erakusten duen lehen CRISPR-Cas sistema da. RNA eta proteinak edita ditzakeen lehen sistema ere bada. Geneak editatzeko funtzioak helburutik kanpo dauden efektu minimoak eta herentziazko arazorik ez ditu sortzen. Beraz, Craspase litekeena da erabilera klinikoan eta terapeutikoan gaur egun eskuragarri dauden beste CRISPR-Cas sistemak baino seguruagoa izatea 4,5.
Craspasek lehendik dauden CRISPR-Cas sistemen muga asko gainditzen dituenez, terapia genetikoa, diagnostikoa eta monitorizazioa, ikerketa biomedikoa eta laboreen hobekuntza iraultzeko potentziala du. Ikerketa gehiago behar dira entrega-sistema fidagarria garatzeko zeluletan gaixotasunak eragiten dituzten geneak zehatz-mehatz bideratzeko, entsegu klinikoetan segurtasuna eta eraginkortasuna frogatu aurretik.
***
References:
- Gostimskaya, I. CRISPR–Cas9: bere aurkikuntzaren historia eta genomaren edizioan erabiltzeari buruzko gogoeta etikoak. Biokimika Mosku 87, 777–788 (2022). https://doi.org/10.1134/S0006297922080090
- Chao Li et al 2022. CRISPR/Cas Genoma Editatzeko tresna eta baliabide konputazionalak. Genomika, Proteomika eta Bioinformatika. Sarean eskuragarri 24ko martxoaren 2022an. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006
- van Beljouw, SPB, Sanders, J., Rodríguez-Molina, A. et al. RNA bideratzeko CRISPR–Cas sistemak. Nat Rev Microbiol 21, 21–34 (2023). https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y
- Chunyi Hu et al 2022. Craspasa CRISPR RNAz gidatutako proteasa da, RNAz aktibatutakoa. Zientzia. 25ko abuztuaren 2022a. 377. liburukia, 6612. alea. 1278-1285 orr. DOI: https://doi.org/10.1126/science.add5064
- Huo, G., Shepherd, J. & Pan, X. Craspase: CRISPR/Cas gene bikoitzeko editore eleberria. Functional & Integrative Genomics 23, 98 (2023). Argitaratutakoa: 23ko martxoaren 2023a. DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0
***
