A edição de mitocôndrias dentro de cada célula humana tem sido o santo graal e a última fronteira da edição de genes. Isso foi realizado e abre um novo campo para geneticistas. Os transumanos acharão essa descoberta particularmente emocionante. ⁃ Editor TN
O biólogo David Liu estava no meio da manhã no caminho para o Broad Institute, dois verões atrás, quando abriu o e-mail. Acabamos de descobrir uma nova toxina produzida por bactérias, explicou a nota de um pesquisador com quem Liu nunca havia falado, e "pode ser útil para algo que vocês fazem".
Intrigado, Liu telefonou para o remetente, o biólogo Joseph Mougous, da Universidade de Washington, e rapidamente ficou claro que a toxina bacteriana tinha um talento que era realmente útil para o que Liu faz: inventar maneiras de editar genes. Na quarta-feira, eles e seus colegas relataram na Nature que haviam transformado a toxina no primeiro editor mundial de genes em organelas celulares, chamado mitocôndria.
Se tudo der certo, a descoberta poderá fornecer uma maneira de estudar e, um dia, curar uma longa lista de doenças hereditárias raras, porém devastadoras, resultantes de mutações genéticas na usina da célula.
"Estamos procurando uma tecnologia como essa há muito tempo", disse o biólogo Fyodor Urnov, do Instituto de Genômica Inovadora da Universidade da Califórnia, que revisou o papel pela natureza. “Conseguimos fazer mutações pontuais” - mudando uma única letra de DNA - “no DNA nuclear humano por 15 anos, mas as mitocôndrias resistiram furiosamente, para grande frustração de todos. Com essa tecnologia, a pesquisa mitocondrial entrará na era de ouro. ”
As centenas de mitocôndrias em forma de cápsula dentro de cada célula transformam oxigênio e nutrientes na energia química que alimenta o metabolismo da célula. As mitocôndrias também metabolizam o colesterol e sintetizam hormônios e neurotransmissores. Se um de seus 37 genes é aberrante, as mitocôndrias não podem funcionar, resultando em centenas de doenças mitocondriais. A mais devastadora, incluindo a "síndrome de depleção de DNA mitocondrial" (MDDS), destrua os músculos e cérebros das crianças e, eventualmente, tire suas vidas.
A revolução da edição do genoma passou amplamente pelas mitocôndrias. O CRISPR não funciona: o RNA guia que ele usa como um cão de caça para encontrar seu alvo dentro de um genoma não pode penetrar nas paredes mitocondriais. Editores anteriores, como os TALENs, podem eliminar mutações nas mitocôndrias em células que crescem em placas de laboratório, mas apenas destruindo o DNA. Nada poderia corrigir mutações alterando uma letra de DNA para outra, como um C para um T ou um G para um A.
"As mitocôndrias", disse Liu, "são um dos últimos bastiões do DNA que resistiram à edição precisa do genoma".
O e-mail de Mougous sugeriu uma maneira de contornar essa resistência. Ele estuda a guerra química que as bactérias fazem contra outras bactérias. A arma química que ele acabara de descobrir, secretada pelas bactérias Burkholderia cenocepacia, é uma enzima que se infiltra em uma bactéria inimiga e mata com simplicidade letal: causa mutações genéticas de uma letra no DNA de fita dupla da bactéria. Em todos os locais-alvo, deixa o DNA bacteriano em farrapos. A bactéria morre. Missão cumprida.
Mougous, como Liu a Howard Hughes Medical Institute investigador, sabia que Liu havia inventado um avanço CRISPR, que muda apenas uma única letra de DNA e o faz sem cortar a dupla hélice, o que pode levar a uma destruição genômica. Chamada de "edição básica", essa tecnologia já gerou uma biotecnologia e está marchando em direção a estudos humanos.
Sua nova toxina bacteriana, pensou Mougous, com certeza parecia um editor de base; altera o par de nucleotídeos CG em um TA. E não requer um RNA guia (o acompanhante que não consegue penetrar nas mitocôndrias).
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