Pesquisadores do Broad Institute of MIT e Harvard mostraram que um sistema de edição baseado em CRISPR pode cortar e ligar RNA em células de mamíferos. Em um jornal publicado esta semana em Natureza , a equipe usou CRISPR-Cas13, que os pesquisadores ajudaram a descobrir, para reduzir os níveis de RNA e "marcar" os RNAs para visualizá-los e rastreá-los dentro das células. Os pesquisadores já usaram CRISPR-Cas13 para direcionar o RNA em células bacterianas, mas provar que o sistema poderia funcionar com segurança e eficácia em células de mamíferos foi um passo crítico em direção ao uso do sistema para estudar a biologia humana e as doenças.

Ter este tipo de ferramenta programável para modular o RNA em células de mamíferos cria novas oportunidades para aprender como as células funcionam e, potencialmente, para projetar terapêuticas mais seguras. Ao contrário da edição de DNA, que faz mudanças permanentes no genoma de uma célula, alvejar o RNA pode permitir que os pesquisadores façam mudanças temporárias que alterem a quantidade de proteína produzida por um gene, em vez de interromper totalmente a produção.

"Embora tenhamos boas ferramentas para excluir genes, eles ainda têm muitas limitações que tornam o estudo da função do gene difícil, "explica o co-primeiro autor Omar Abudayyeh, que é aluno de pós-graduação no laboratório do membro do núcleo Broad e professor associado do MIT, Feng Zhang. "Cas13 permite reduzir os níveis de expressão gênica sem eliminá-los completamente, que é útil para estudar genes e pode oferecer uma abordagem terapêutica menos tóxica para corrigir doenças genéticas. "

O time, liderado por cientistas do laboratório de Zhang, testou enzimas Cas13 de quinze micróbios diferentes para encontrar o único, de Leptotrichia wadei (LwaCas13a), que era o mais adequado para a tarefa. O uso de LwaCas13a permitiu que eles cortassem locais específicos no RNA alvo com maior especificidade do que a ferramenta de escolha de RNA atual, Interferência de RNA (RNAi). Embora o RNAi possa ser uma ferramenta útil, muitas vezes leva a efeitos indesejados fora do alvo, tornando os experimentos difíceis de interpretar. Esses efeitos fora do alvo foram significativamente reduzidos com Cas13.

A equipe de Zhang também demonstrou que uma chamada variante "morta" de Cas13, que se liga ao RNA, mas não o corta, pode ser combinada com "marcadores" fluorescentes para rastrear visualmente o RNA alvo conforme ele se move dentro da célula.

"Nossa engenharia de Cas13 aqui para vincular e transcrições de imagem mostra a promessa desta plataforma para o desenvolvimento de um conjunto mais amplo de ferramentas para monitorar e manipular RNA, "acrescenta o co-primeiro autor Jonathan Gootenberg, que também é aluno de pós-graduação no laboratório de Zhang, bem como no laboratório do membro principal da Broad, Aviv Regev.

Os pesquisadores observam que a capacidade nativa do CRISPR-Cas13 de se ligar ao RNA também o torna mais fácil de usar do que outras tecnologias, que atualmente exigem que os pesquisadores modifiquem o genoma de um organismo para criar um sítio de ligação. Esses recursos podem tornar o CRISPR-Cas13 um acréscimo importante à caixa de ferramentas dos biólogos para estudar a função do gene; os pesquisadores podem obter ferramentas CRISPR-Cas13 por meio do repositório de plasmídeo sem fins lucrativos Addgene.