CRISPR-Cas13 permite la modificación selectiva del ARN deseado en células vivas
Publicado originalmente por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) el 10 de junio de 2025
editado por Sadie Harley, revisado por Robert Egan
Desarrollo de la variante hiperactiva eNAT10 mediante ingeniería de la proteína NAT10. Mediante la ingeniería de la proteína NAT10, que realiza la acetilación del ARN en las células humanas, basándose en su dominio y estructura, se desarrolló eNAT10, que muestra un aumento aproximado de tres veces en la actividad de acetilación del ARN en comparación con la enzima de tipo salvaje. Crédito: Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01922-3
Las tijeras genéticas de ARN (CRISPR-Cas13) están ganando mucha atención como terapia génica de última generación con menos efectos secundarios. Pueden suprimir la infección eliminando el ARN viral, como en los coronavirus, o regular la expresión de genes causantes de enfermedades.
Investigadores del KAIST han desarrollado la primera tecnología del mundo capaz de localizar con precisión y acetilar (modificar químicamente) solo el ARN deseado entre las innumerables moléculas de ARN (moléculas cruciales para transmitir información genética y producir proteínas) dentro de las células. Se espera que esta sea una tecnología clave que podría abrir un nuevo capítulo en las terapias basadas en el ARN.
Esta investigación se ha publicado en Nature Chemical Biology.
El equipo de investigación del profesor Won Do Heo, del Departamento de Ciencias Biológicas, ha desarrollado una tecnología innovadora capaz de acetilar ARN específico en el cuerpo humano utilizando el sistema CRISPR-Cas13, un sistema de tijeras genéticas de ARN que está llamando la atención en el campo de la regulación génica y la tecnología basada en el ARN.
El ARN puede sufrir cambios en sus propiedades y funciones a través de un proceso denominado «modificación química», un proceso de regulación génica en el que se añaden grupos químicos específicos, alterando las propiedades y funciones del ARN sin cambiar su secuencia de nucleótidos.
Una de estas modificaciones químicas es la acetilación de la citidina (N4-acetilcitidina). Hasta ahora, no se conocía con claridad la función precisa de esta modificación química dentro de las células. En particular, ha habido un debate continuo sobre si esta modificación existe realmente en el ARNm humano (ARN que produce proteínas) y qué función desempeña.
Para superar estas limitaciones, el equipo de investigación desarrolló un «sistema de acetilación de ARN dirigido (dCas13-eNAT10)» combinando Cas13, unas tijeras genéticas que se dirigen con precisión al ARN deseado, con una variante hiperactiva de NAT10 (eNAT10), una enzima que acetila el ARN. En esencia, crearon una «tecnología de modificación dirigida de ARN » que selecciona y acetila con precisión solo el ARN deseado.
Acetilación de diversos ARN en las células mediante la proteína de fusión dCas13-eNAT10. Utilizando el sistema CRISPR-Cas13, que puede dirigirse con precisión a ARN específicos a través del ARN guía, se creó una proteína de fusión dCas13-eNAT10, demostrando su capacidad para acetilar específicamente diversos ARN endógenos en diferentes lugares dentro de las células. Crédito: Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01922-3
El equipo de investigación demostró que el sistema de acetilación de ARN dirigido, guiado por ARN que localiza ARN específico dentro de las células, puede introducir modificaciones químicas de acetilación en el ARN deseado. A través de esto, confirman que la producción de proteínas aumenta en el ARN mensajero (ARNm) que ha sufrido una modificación química de acetilación.
Además, el equipo de investigación, utilizando el sistema desarrollado, reveló por primera vez que la acetilación del ARN facilita la translocación del ARN desde el núcleo celular al citoplasma. Este estudio demuestra la posibilidad de que la modificación química de la acetilación también pueda regular la «localización» intracelular del ARN.
El equipo de investigación también demostró que la tecnología desarrollada podía controlar con precisión la acetilación del ARN dentro del cuerpo de un animal mediante la administración del sistema de acetilación del ARN específico al hígado de ratones de laboratorio a través del AAV (virus adenoasociado), un vector viral ampliamente utilizado en la terapia génica.
Este es el primer caso en el que se demuestra que la tecnología de modificación química del ARN puede tener aplicaciones in vivo. Este logro se considera que abre posibilidades de aplicación en la tecnología de terapia génica basada en el ARN.
El profesor Won Do Heo, que anteriormente desarrolló una tecnología para el tratamiento de la COVID-19 utilizando tijeras genéticas de ARN y tecnología para activar dichas tijeras con luz, afirmó: «Las investigaciones existentes sobre la modificación química del ARN se enfrentaban a dificultades para controlar la especificidad, la temporalidad y la espacialidad. Sin embargo, esta nueva tecnología permite la acetilación selectiva del ARN deseado, lo que abre la puerta a una investigación precisa y detallada sobre las funciones de la acetilación del ARN».
«La tecnología de modificación química del ARN desarrollada en este estudio puede utilizarse ampliamente como agente terapéutico basado en el ARN y como herramienta para regular las funciones del ARN en organismos vivos en el futuro».
Más información: Jihwan Yu et al, Programmable RNA acetylation with CRISPR–Cas13, Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01922-3
Publicado en: Nature Chemical Biology
Proporcionado por :The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
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