Qual a essência do CRISPR-Cas9?

O que é a Crispr?

O nome correto e completo é Crispr/Cas9: trata-se de uma técnica, precisa e potente, de correção de um ou mais genes em qualquer célula viva. A técnica usa a colaboração da proteína Cas 9 e de uma pequena molécula-guia constituída por material genético A máquina molecular assim construída se inspira em um sistema bacteriológico chamado Crispr, presente em cerca da metade das bactérias e em cerca de 90% das arqueas. Crispr é o acrônimo de “clustered regularly interspaced short palindromic repeats), uma expressão em inglês traduzível como “repetições Palindrômicas curtas agrupadas e regularmente interespaçadas.

Cas9 é, por seu lado, o nome da proteína associada a Criuspr: junto a outras proteínas similares faz parte de um sistema chamado Sistema Associado Crispr.

Na natureza, Crispr e Cas9 formam um complexo que serve como sistema imunológico para as bactérias: entre uma sequência repetida e a outra existem trechos de Dna que “arquivam” os trechos de vírus que atacaram as bactérias. Usando esses dados como pró-memória, as proteínas Cas identificam e atacam os vírus que possuem aquele trecho de Dna e o degradam.

Como funciona a técnica Crispr?

“Ela permite a exploração de qualquer DNA quando se busca sequências particulares, e de eliminá-las como se as “cortássemos com uma tesoura”. As sequências que usamos na técnica in vitro são constituídas de filamentos de Rna, “complementares” ao DNA original, que guiam as proteínas em direção às sequências-alvo que queremos modificar.

Desse modo podemos atingir e modificar todos os genes que desejarmos, não apenas aqueles bacteriológicos: “Nas mãos dos pesquisadores a técnica Crispr/Cas9 tornou-se um instrumentos de múltiplos usos, o equivalente molecular de um canivete suíço dotado de bússola para se orientar ao longo do DNA, de uma “mordida” para se conectar a ele, “tesouras” e mais vários outros acessórios”, explica Meldolesi.

A técnica pode ser usada de várias maneiras. Junto com o cancelamento de inteiros genes, pode servir para introduzir no genoma, em um ponto preciso, um segmento completamente estranho a ele. Além de corrigir os genes modificados de modo que voltem a funcionar bem.

Quem inventou a Crispr/Cas9?

A descoberta do mecanismo imunológico das bactérias é o resultado de muitas décadas de pesquisas no campo da biologia de base, como aquelas que levaram à descoberta do “sistema imunológico” das bactérias. O ponto crucial é, no entanto, a aplicação prática da técnica, que pode dar origem a licenças e patentes cujos donos poderão obter enormes somas de dinheiro.

Duas equipes brigam hoje pelo reconhecimento da criação da técnica. As primeiras pesquisadoras que perceberam que o maquinário bacteriológico podia ser usado para se fazer a assim chamada “edição genética”, foram a norte-americana Jennifer Doudna e a francesa Emmanuelle Charpentier. A técnica porém foi adaptada às células humanas pelo chinês naturalizado norte-americano Feng Zhang. A primeira patente oficial foi obtida pelo próprio Zhang.

Quais são as aplicações atuais da Crispr?

Por enquanto os campos de aplicação são três: medicina, biologia e tecnologia. A Crispr é usada, por exemplo, para se estudar as funções de alguns genes, eliminando-os do genoma de algumas formas de vida e observando em seguida para ver o que acontece. Ou então, para se compreender quais são as parentelas de grupos de animais modificando o patrimônio genético deles. A Crispr serve também, a nível prático, para modificar os fermentos de maneira que produzam biocombustíveis, ou para produzir organismos de interesse agrícola trocando os genes com outros, considerados mais úteis, tomados das diferentes variedades daquela espécie.

As aplicações mais distantes no tempo – e que ainda precisam ser muito discutidas – podem ser aquelas que dizem respeito à modificação dos genes humanos no embrião, para eliminar eventuais defeitos ou favorecer características especificas.

Então, no processamento pós-transcricional, o mRNA é dividido em segmentos mais curtos do CRRNA (RNA CRISPR), incluindo também o segmento CRISPR e aqueles sem ele. Em seguida, o segmento tractRNA ( RNA CRISPR traativo ) é anexado.

Essas duas seções juntas formam o nome gRNA, que é a assinatura (padrão) do vírus usado nos mecanismos de defesa celular. O sistema CRISPR funciona de maneira semelhante aos mecanismos imunológicos humanos.

Permite que as bactérias que sobrevivem a um ataque de vírus se tornem resistentes a ele e, no caso de outro ataque, reajam mais rapidamente e com mais eficiência. Para o mecanismo correto, você precisa de gRNA, contendo o padrão do vírus, e uma enzima do grupo Cas, capaz de cortar o material genético do vírus.