Crean una tecnología que permitirá hacer modificaciones 'a la carta' del genoma

• El CNIO ha conseguido reprogramar la unión al ADN de una proteína
• Permite reconducirla hacia regiones específicas del genoma
• Podría usarse en biología sintética o reparar daños genéticos

Cambio de estructura de los BuD, antes (izquierda) y después (derecha) de reconocer una secuencia específica de ADN

Un grupo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha creado una tecnología que podría servir para hacer modificaciones ‘a la carta’ del genoma, destinadas a reparar daños genéticos o a transformar microorganismos para generar de biocombustibles.

El Grupo de Cristalografía de Macromoléculas del CNIO, concretamente ha conseguido reprogramar la unión al ADN de una proteína denominada BuD para reconducirla hacia regiones específicas del genoma.

La revista Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography ha publicado el estudio con el hallazgo, según ha informado el CNIO en una nota.

Modificación del genoma

La posibilidad de hacer modificaciones 'a la carta' en los genes de los organismos vivos tiene aplicaciones muy diversas, que abarcan desde el tratamiento de enfermedades humanas hasta la biología sintética, disciplina que busca la creación o mejora de los organismos vivos ya existentes para su uso biotecnológico

Para conseguirlo, varios investigadores de todo el mundo estudian las proteínas que se unen de forma específica al ADN: una vez reprogramadas para dirigirlas hacia puntos concretos del genoma, podrían unirse a proteínas reparadoras o activadoras del ADN (efectores del material genético) para poder modificar sus instrucciones o rediseñar los circuitos genéticos a voluntad.

Descifrado de la estructura de una proteína

En esta tarea, el equipo del CNIO ha descifrado el código de unión al ADN de BurrH, una nueva proteína identificada en la bacteria Burholderia rhizoxinica, cuyo dominio BuD se une específicamente al genoma.

Para ello, los investigadores han resuelto la estructura tridimensional de la proteína completa mediante la técnica biofísica de cristalografía de rayos-X.

La principal ventaja de los BuD, según señala el CNIO, proviene de su alta especificidad: son capaces de distinguir secuencias de ADN que difieren únicamente en dos nucleótidos (letras que componen el ADN).

“Esta alta especificidad actúa como un GPS que les permite encontrar sus destinos dentro del intrincado mapa del genoma”, explica el investigador que ha liderado el estudio, Guillermo Montoya, que añade: “Son muy versátiles y fáciles de reprogramar en comparación con otras proteínas utilizadas para este mismo objetivo”.

Rediseño de la proteína

El grupo de Montoya ha rediseñado BuD capaces de reconocer las regiones del genoma cercanas a las mutaciones responsables de la anemia falciforme, una patología causada por modificaciones en el gen de la globina beta y que produce alteraciones en los glóbulos rojos de la sangre.

“La unión de proteínas reparadoras del ADN a estos BuD rediseñados podría servir para corregir las alteraciones genéticas de los pacientes con esta enfermedad”, afirman los investigadores.

Montoya asegura que son varias las empresas que están ya interesadas en esta nueva tecnología. “Nuestra herramienta podría servir, además de para el tratamiento de enfermedades genéticas, para la modificación genética de microorganismos destinada a la síntesis de metabolitos necesarios para [por ejemplo] la producción de biocombustibles”, asegura.