Descripción del proyecto
LOS PROCARIOTAS POSEEN UN SISTEMA DE INMUNIDAD ADAPTABLE Y HEREDABLE CONOCIDO COMO CRISPR-CAS, CONSTITUIDO POR AGRUPACIONES DE REPETICIONES DENOMINADAS CRISPR (CLUSTERED REGULARLY INTERSPACED SHORT PALINDROMIC REPEATS) Y UNA SERIE DE PROTEINAS CAS (CRISPR ASSOCIATED), LA NATURALEZA Y MECANISMO DE ACCION DE ESTOS SISTEMAS DE DEFENSA FRENTE A ELEMENTOS GENETICOS INFECCIOSOS SON UNICOS, TRAS LA INCORPORACION (ETAPA DE ADAPTACION O ADQUISICION) EN REGIONES CRISPR DE FRAGMENTOS DE DNA (DENOMINADOS ESPACIADORES) PROCEDENTES DE ELEMENTOS AJENOS A SU PROPIO CROMOSOMA, LA CELULA ADQUIRE LA CAPACIDAD DE DESTRUIR (PROCESO DENOMINADO INTERFERENCIA) SECUENCIAS COMPLEMENTARIAS A DICHOS FRAGMENTOS, INMUNIZANDOSE DE ESTA MANERA FRENTE AL INVASOR, GRACIAS A LA CARACTERIZACION DEL PROCESO DE INTERFERENCIA, RECIENTEMENTE SE HA DESARROLLADO UNA HERRAMIENTA GENETICA BASADA EN LOS ELEMENTOS CRISPR QUE PARTICIPAN EN ESTA ETAPA, LA CITADA HERRAMIENTA APROVECHA LA POSIBILIDAD DE DIRIGIR, DE MANERA MUY SENCILLA (PROPORCIONANDO UN RNA GUIA), A UNA PROTEINA CAS PARA QUE ACTUE, CON UNA EXQUISITA ESPECIFIDAD, SOBRE UN GEN CONCRETO (CONTENIENDO UNA SECUENCIA COMPLEMENTARIA A DICHO RNA) PROVOCANDOLE CORTES QUE AL SER REPARADOS GENERAN MUTACIONES (DELECIONES, INVERSIONES O SUSTITUCIONES), ESTA APROXIMACION SE HA UTILIZADO CON EXITO PARA ELIMINAR Y REEMPLAZAR VERSIONES DEFECTUOSAS DE UNA GRAN NUMERO DE GENES EN ORGANISMOS MUY DIVERSOS (DESDE PROCARIOTAS HASTA MAMIFEROS, INLUIDAS CELULAS HUMANAS), PUDIENDO RESULTAR DE GRAN UTILIDAD EN MULTIPLES APLICACIONES (BIOTECNOLOGIA, TERAPIA GENICA
), EN CONTRAPOSICION CON LA INTERFERENCIA, EL PROCESO DE ADQUISICION DE ESPACIADORES SE DESCONOCE CASI POR COMPLETO, LO CUAL IMPIDE APROVECHAR EL PODER ADAPTABLE DE ESTOS SISTEMAS EN APLICACIONES POTENCIALES DENTRO DE DIVERSOS CAMPOS COMO AGROALIMENTACION, MEDICINA O BIOTECNOLOGIA, CIERTAMENTE, UN SISTEMA CRISPR-CAS PUEDE SER PROGRAMADO PARA DESTRUIR CELULAS QUE ALBERGUEN ELEMENTOS GENETICOS NO DESADOS (COMO UN ONCOGEN O UN PARASITO INTRACELULAR) O PARA IMMUNIZAR CELULAS Y ORGANISMOS COMPLETOS FRENTE A INVASORES ESPECIFICOS, COMO POR EJEMPLO UN VIRUS, SIN EMBARGO, ESTA INMUNIZACION PROGRAMADA SERIA TRANSITORIA DEBIDO A LA APARICION DE VARIANTES DEL VIRUS INVASOR CAPACES DE ELUDIR DICHA BARRERA POR MUTACION EN LA SECUENCIA COMPLEMENTARIA AL RNA GUIA, LA IMPLEMENTACION DE HERRAMIENTAS GENETICAS CONTENIENDO UN SISTEMA CRISPR-CAS COMPLETO Y OTROS GENES ADICIONALES QUE PARTICIPEN EN ADAPTACION, PERMITIRIA LA ADQUISICION DE NUEVOS ESPACIADORES PROCEDENTES DE ESTOS INVASORES RESISTENTES A LA INTERFERENCIA CRISPR INCIALMENTE PROGRAMADA, RESTABLECIENDOSE LA IMMUNIDAD, SIN EMBARGO, DADA LA POSIBLIDAD DE QUE OCURRAN REACCIONES AUTO-INMUNES POR ADQUISICION DE SECUENCIAS DEL PROPIO GENOMA, RESULTA FUNDAMENTAL AVERIGUAR COMO SE PUEDE PREVENIR LA AUTO-INMUNIZACION, CON EL PRESENTE PROYECTO PERSEGUIMOS CONTRIBUIR AL CONOCIMIENTO DEL PROCESO DE ADQUISICION DE ESPACIADORES POR LOS SISTEMAS CRISPR-CAS Y EVALUAR SU POSIBLE UTILIZACION APLICADA, MEDIANTE LA CARACTERIZACION DE UN SUBTIPO PARTICULAR PRESENTE EN LAS ESPECIES ESCHERICHIA COLI Y SALMONELLA ENTERICA, PARA ELLO NOS PROPONEMOS COMO OBJETIVOS PRINCIPALES DESVELAR LAS CONDICIONES QUE INDUCEN LA INMUNIZACION, IDENTIFICAR LAS PROTEINAS QUE PARTICIPAN EN EL PROCESO, CONOCER LOS DETERMINANTES DE LA SELECCION DE SECUENCIAS PRECURSORAS DE ESPACIADORES Y DEFINIR EL MECANISMO IMPLICADO EN SU RECONOCIMIENTO E INTEGRACION EN UNA REGION CRISPR, CRISPR-CAS\TOPOLOGÍA DEL DNA\INMUNIDAD\ESCHERICHIA COLI\SALMONELLA ENTERICA\BACTERIOFAGOS\PLÁSMIDOS\TRANSFERENCIA HORIZONTAL\BARRERA GENÉTICA\RNA DE INTERFERENCIA