Sistemas parecidos com CRISPR em animais podem editar o genoma humano

Em um estudo anterior, Feng Zhang começou a suspeitar que as proteínas Fanzor poderiam agir como nucleases, enzimas que cortam ácido nucleicos como o DNA.

Na nova pesquisa, o professor e sua equipe investigaram a origem de proteínas como a Cas9, a parte enzima do sistema CRISPR-Cas9. As sequências CRISPR guiam regiões do DNA, e a Cas9 faz o corte. Apesar desse tipo de sistema ser mais aplicado na medicina e na biotecnologia, ele tem origem em bactérias, desempenhando um papel importante na imunidade contra vírus.

Durante o estudo, os cientistas identificaram os ancestrais de algumas proteínas, inclusive a Cas9: trata-se uma classe proteica chamada OMEGA. Eles observaram que proteína TnpB, que faz parte dessa classe, é bem parecida com a Fanzor, proteína encontrada em eucariotas.

"Por conta da conservação entre TnpB e Fanzor, nós temos bons motivos para supor que a Fanzor provavelmente é uma nuclease OMEGA guiada pelo RNA", disse o professor Zhang ao site IFLScience. "Então, após terminarmos o estudo OMEGA em IscB [outra proteína OMEGA] e TnpB, focamos na pesquisa sobre Fanzor."

No estudo recém publicado, a equipe relata ter isolado Fanzor em fungos, algas e amebas. A análise mostrou que as proteínas eram enzimas com corte de DNA. Ou seja, a Cas9 é guiada pelos fragmentos do CRISPR, enquanto as Fanzors são guiadas por seções de RNA chamadas ωRNAs.

"Os sistemas Fanzor são mais compactos que as proteínas CRISPR, portanto, têm mais potencial de serem facilmente enviadas a células e tecidos. Enzimas Fanzor também são codificadas no genoma eucariota entre elementos transponíveis", explicou Zhang. "Diferente dos sistemas CRISPR, que são adaptáveis imunes, a função da Fanzor não é totalmente clara."

O pesquisador ressaltou que outro fator que diferencia a Fanzor é que com ela quase não há danos colaterais. Já com alguns sistemas CRISPR e proteínas TnpB OMEGA, há o risco de efeitos fora do alvo, onde enzimas racham não só a porção desejada do DNA, como seções próximas da molécula. Os sistemas Fanzor, no entanto, parecem não ser tão eficientes como os CRISPR-Cas.

O professor Feng Zhang e sua equipe continuarão trabalhando para desenvolver a Fanzor em nova tecnologia para edição do genoma humano. "Além do potencial oferecido pelo tamanho pequeno da Fanzor, este trabalho ressalta a existência de mais sistemas guiados por RNA na natureza que podem ser o futuro da edição genética. É outro exemplo do poder de estudar a biodiversidade: há mais sistemas interessantes e potencialmente úteis esperando para serem descobertos e aproveitados."