Es posible que estés familiarizado con el sistema CRISPR/Cas, una herramienta de manipulación genética muy popular entre los genetistas y biólogos moleculares. Pero esta tecnología no es más que un antiguo mecanismo biológico de defensa que hemos tomado prestado de las bacterias.
Defensa bacteriana
Originalmente, el sistema CRISPR/Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated endonuclease) funcionaba como medio de inmunidad en bacterias, para evitar ser infectadas por los conocidos bacteriófagos o simplemente fagos, virus que atacan exclusivamente a bacterias. CRISPR trabaja buscando genes conocidos de virus invasores y hace disfuncionales.
Ahora, los investigadores de las universidades de Rochester y Cornell descubrieron que CRISPR/Cas no solo detecta el ADN para cortarlo, sino que también coordina con otras proteínas para aumentar las defensas contra los virus invasores. Cuando las proteínas en forma de embudo llamadas Csx28 se activan, alteran la permeabilidad de la membrana de la bacteria, impidiendo que el ADN viral invasor secuestre la maquinaria de la célula y se replique.
Aunque aún no hay una aplicación o relevancia médica inmediata para este gran hallazgo, el bioquímico Mark Dumont, colaborador del estudio publicado en Science, señala que podrían surgir ideas muy poderosas.
Infección
En los experimentos realizados en el laboratorio, los científicos infectaron la bacteria Escherichia coli con un virus de enteroibacterias llamado fago λ. Este fago se adhiere a la superficie de la célula bacteriana e inyecta su ADN para crear copias de sí mismo.
Pero no te preocupes, la E. coli se defiende usando CRISPR para identificar la amenaza haciendo coincidir secciones de ADN repetitivas de fagos encontrados previamente y luego cortando el ADN invasor en pedazos con la enzima Cas13b.
Los resultados mostraron que la presencia de Csx28 dentro de la bacteria ralentizaba la replicación del virus. Esta proteína solo funcionaba en conjunto con Cas13b, lo que sugiere que ambas coordinaban entre sí para desarmar el virus.
Trabajo en equipo
Cuando tanto Cas13b como Csx28 estaban presentes, la proporción de bacterias infectadas que liberaban partículas virales infecciosas disminuyó de alrededor del 19 % a aproximadamente el 3 % y hubo una reducción significativa del número de fagos por mililitro. En otras palabras, el virus no pudo replicarse tanto como lo haría normalmente.
Una inspección más cercana a la proteína Csx28 reveló su estructura de embudo con un agujero en el centro. Esto planteó la posibilidad de que la proteína formara un poro de membrana e interrumpa el metabolismo de la célula para convertirla en un entorno inhóspito para el virus.
John Lueck, quien no participó del estudio, describió el hallazgo como «realmente impresionante» y emocionante porque «en la ciencia, cuando rascas la superficie, a menudo encuentras un mundo completamente nuevo detrás».