CRISPR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Biotecnología en la agricultura: el rol de CRISPR/Cas9

Infografía por Rolando Araos Millar

Información de Dra. Claudia Stange, investigadora del Centro de Biología Molecular Vegetal de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile y Dr. Víctor Martínez, académico de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la misma casa de estudios.

¿Cómo se usa CRISPR/Cas9 en Chile?

CRISPR/Cas9: ¿Qué es y cómo funciona?

Edición genética en cultivos

Crear plantas resistentes a determinadas plagas o enfermedades son algunas de las ventajas que ofrece este sistema de edición genética.

Cultivos de kiwi, tomate e incluso algunas de las enfermedades que afectan a los salmones son parte de las experiencias.

Conozca, paso a paso, cómo funciona este sistema de edición genética.

INicio

La edición genética en cultivos

A nivel agrícola, el sistema CRISPR/Cas9 permite editar genes específicos de un cultivo.

Por tanto, CRISPR/Cas9 no crea transgénicos.

Esta técnica hace que sea muy difícil diferenciar a un cultivo editado con CRISPR/Cas9 respecto a otro que ha sido mejorado a través de métodos tradicionales.

Cultivos prácticamente idénticos

Planta mejorada con métodos tradicionales

Planta mejorada con CRISPR/Cas9

Siguiente

INicio

La edición genética en cultivos

Por ejemplo, si una planta es susceptible a una determinada bacteria.

Siguiente

Atrás

Cultivo es dañado

INicio

La edición genética en cultivos

Sería posible identificar los genes que le hacen ser susceptibles a dichos patógenos y "apagarlos".

Siguiente

Atrás

Cultivo tolera las bacterias

INicio

La edición genética en cultivos

Por ende, es necesario identificar el gen o los genes a desactivar, lo que ayudará al cultivo a resistir los embates de los patógenos.

Cultivo tolerante

Cultivo susceptible

Edición genética

Siguiente

Atrás

INicio

La edición genética en cultivos

De esta forma, el cultivo susceptible obtiene una resistencia ante el ataque de las bacterias.

Siguiente

Atrás

Cultivo susceptible ahora tolera las bacterias

INicio

La edición genética en cultivos

Una de las ventajas que entrega este sistema radica en que la modificación del ADN es controlada, por lo que no se producen reacciones no deseadas.

Además, este método de edición genética es más barato y simple de ejecutar en comparación a otros como Tallen o Zing Finger.

Siguiente

Atrás

INicio

¿Qué es CRIPSR/Cas9?

Sigue avanzando para averiguarlo.

Siguiente

Atrás

INicio

¿Qué es CRIPSR/Cas9?

CRISPR/Cas9 es una sigla que significa Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, lo que en español se traduce como Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas.

¿En resumen? CRISPR es una técnica de edición genética que permite modificar el código genético de un organismo.

Eso sí, para ejecutarlo adecuadamente, es necesario conocer el código genético del organismo sobre el que se trabajará, para determinar qué gen se editará.

Siguiente

Atrás

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Tras conoces el contexto, ¿cómo se realizan los cambios en laboratorio?

Siguiente

Atrás

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Tras conocer el genoma del organismo que se busca editar, se define qué parte de su material genético será editado.

Cadena de ADN

Genes a intervenir

Siguiente

Atrás

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

En laboratorio, se creará una secuencia genética llamada ARN guía acompañada de una secuencia complementaria. Ambas ayudarán a Cas9 a cortar el gen de manera específica.

Secuencia complementaria

ARN guía

Siguiente

Atrás

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Una vez que los pasos anteriores están listos, es momento para que el ARN guía y la secuencia complementaria se acoplen a la secuencia de ADN objetivo.

Secuencia complementaria

ADN objetivo

Siguiente

Atrás

Genes a intervenir

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Una vez que los pasos anteriores están listos, es momento para que el ARN guía y la secuencia complementaria se acoplen a la secuencia de ADN objetivo.

Secuencia complementaria

De esta forma, la enzima Cas9 seguirá la secuencia guía para saber en qué punto debe cortar.

ADN objetivo

Cas9

Siguiente

Atrás

Genes a intervenir

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

De esta forma, la enzima Cas9 seguirá la secuencia guía para saber en qué punto debe cortar.

Cas9

Siguiente

Atrás

Punto de corte

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Así, la enzima Cas9 realiza el corte.

Cas9

Siguiente

Atrás

Punto de corte

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Una vez que el corte ha sido realizado, tanto la enzima Cas9, como la secuencia complementaria y el ARN guía se retiran.

Cas9

Siguiente

Atrás

INicio

CRIPSR/Cas9: ¿Cómo funciona?

Tras ello, la zona donde se realizó el corte muta al ser mal reparado por el sistema endógeno de la planta.

Esto provoca que la secuencia quede "silenciada" y no sea expresada por la planta.

Siguiente

Atrás

INicio

¿Cómo se usa CRISPR/Cas9 en Chile?

Sigue avanzando para averiguarlo.

Siguiente

Atrás

INicio

¿Cómo se usa CRISPR/Cas9 en Chile?

La Dr. Claudia Stange y el Dr. Víctor Martínez son parte de los científicos que trabajan con CRISPR/Cas9 en nuestro país.

Parte de las experiencias se centran en investigar las enfermedades que afectan al salmón y a desarrollar tomates y kiwis tolerantes a la sequía y salinidad.

Siguiente

Atrás

INicio

Investigando las enfermedades que afectan a los salmones

Siguiente

Atrás

INicio

Investigando las enfermedades que afectan a los salmones

El Dr. Víctor Martínez determinó que ciertas variedades de salmón resisten mejor las patologías Septicemia Rickettsial del Salmón (SRS), Anemia infecciosa del Salmon (ISA) y Caligus.

Salmón infectado con ISA

Salmón infectado con SRS

Siguiente

Atrás

Salmón infectado con Caligus

INicio

Investigando las enfermedades que afectan a los salmones

La idea es determinar, a través de CRISPR/Cas9, por qué hay variedades que son más susceptibles a estas patologías y otras más tolerantes.

Salmón infectado con ISA

Salmón infectado con SRS

Siguiente

Atrás

Salmón infectado con Caligus

INicio

Investigando las enfermedades que afectan a los salmones

Para realizar los experimentos, se utilizarán líneas celulares específicas de los salmónidos, por lo que no será necesario realizar trabajos in vivo (dentro de organismos vivos).

Salmón infectado con ISA

Salmón infectado con SRS

Siguiente

Atrás

Salmón infectado con Caligus

INicio

Investigando las enfermedades que afectan a los salmones

El gran desafío que queda por superar radica en conocer el genoma completo del salmón. De esta forma, se sabrá qué genes se deberán editar para mejorar la resistencia de este animal a las enfermedades mencionadas.

Salmón infectado con ISA

Salmón infectado con SRS

Siguiente

Atrás

Salmón infectado con Caligus

INicio

Utilizar la edición genica para mejorar el tomate "Poncho negro"

Siguiente

Atrás

INicio

Identificar genes a editar en Tomate Pocho negro

La Dra. Claudia Stange lidera un proyecto donde se busca identificar los genes que generan que el tomate "Poncho Negro" sea más tolerante a la salinidad.

Con CRISPR/Cas9 podrán determinar cuáles son dichos genes.

Identificación de genes

Siguiente

Atrás

INicio

Identificar genes a editar en Tomate Pocho negro

Una vez que estas dos tareas estén listas, se editarán los genes candidatos en "Poncho negro" para generar portainjertos de tomate "Poncho negro" que más tolerantes a salinidad y sequía.

Proceso de edición genética

Siguiente

Atrás

Tomate Poncho negro tolera la susceptible a sequía y salinidad

Portainjerto de tomate Poncho negro ayudará a otros cultivos de tomate

INicio

Portainjerto tolerantes a salinidad y sequía

Las plantas generadas se evaluarán molecular y funcionalmente para usarlas en portainjertos de tomate para variedades comerciales.

Con ello, se podrán desarrrollar cultivos de tomate con menos requerimiento de agua o incluso regarlas con agua salina.

Agua salina

Siguiente

Atrás

INicio

Desarrollar portainjertos de kiwi Hayward resistente a la salinidad y la sequía

Siguiente

Atrás

INicio

Portainjertos de kiwi Hayward

Tal como en el caso del tomate, aquí la propuesta de la investigación liderada por la Dra. Stange es identificar los genes que otorgan al kiwi su susceptibilidad al estrés por sequía y salinidad.

Identificación de genes que generan susceptibilidad

Siguiente

Atrás

INicio

Portainjertos de kiwi Hayward

Con ello, se podrán "apagar" dichos genes, por lo que el cultivo dejará de expresar esta susceptibilidad.

Se "apagan" los genes que generan susceptibilidad

Siguiente

Atrás

INicio

Portainjertos de kiwi Hayward

De esta manera, será posible desarrrollar cultivos de kiwi con menos requerimientos de agua e incluso podrían ser regados con agua salina.

Agua salina

Siguiente

Atrás

INicio

Portainjertos de kiwi Hayward

Pueden conocer más sobre el proyecto Anillo "Planta Conciencia", desarrollado por el equipo de la Dra. Stange, en Instagram y LinkedIn, buscándolos como @plantaconciencia.

Agua salina

¡FIN! :)

Atrás