Gilson Lima[1]
https://www.youtube.com/watch?v=2pp17E4E-O8&t=117s
Da esquerda para a direita: A havaiana Jennifer Doudna & a francesa Emmanuelle Charpentier foram laureadas pelo desenvolvimento de um método de edição do genoma copiado das bactérias. Antes da premiação de 2020, apenas 7 dos 112 Prêmios Nobel da Química haviam sido entregues a mulheres
Algumas bactérias tem um sistema complexo envolto ao RNA que funciona como uma tesoura e no tipo corta e cola resolvem o problema: criam uma adaptação imunológica. Isso gera uma nova forma de edição que permitirá mudar tudo em relação ao enfrentamento de doenças, pragas, pecuária, recuperação ambiental e tantas outras áreas da vida.
ANTECEDENTES => RNA deixa de ser uma molécula coadjuvante
Estamos todos acostumados desde o projeto GENOMA ver a
molécula do DNA estampada nas capas das revistas científicas, mas o RNA não tem
essa audiência toda. Ninguém dava nada a molécula de RNA.
Toda a história começou a
mudar quando Thomas Cech e Sidney Altman descobriram em 1980 que o DNA não eram
as únicas moléculas que poderiam produzir enzimas (o tipo mais fascinante de
proteínas), eles descobriram que algumas moléculas de RNA também poderiam ser
enzimas. Eles chamaram de robozimas (uma combinação de ácido ribonucleico e enzina).
A história mudou o dogma central da vida. Enquanto no projeto Genoma Humano apostavam todas as cartadas no DNA alguns hereges desviaram da rota e foram estudar o RNA, como Jack Szostak em 1986, sua orientanda Jennifer Doudna e tantos outros como Rodolphe Barrangou e Philippe Horvarth, Virginijus Siksnys e a genial francesa Emmanuelle Charpentier.
CRISPR
Guardem essa sigla.
CRISPR. A turma da ciência da vida tem muita dificuldade de batizar nomes A
CRIATIVIDADE PARA DIFICULTAR AS COISAS é insuperável.
O mesmo aconteceu aqui com o CRISPR (do inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), ou seja, Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas. É mole.
Vamos chamar de um symbios – uma
interface simbiótica natural que uma bactéria cria para de uma adaptação imunitária. Esse sistema de simbiose; vocês verão que chamarão de Cas9 (CRISPR associated protein 9) que é um ARN guiado a um
ADN de uma enzima endonucleática associada com o CRISPR, gerando esse sistema de adaptação
imunitária na Streptococcus pyogenes e outras bactérias.
Vamos resumir. Descobrimos que as
bactérias tem enzimas de RNA que cortam (como uma tesoura) a estrutura das
moléculas dos vírus e os desarmam, incorporam parte deles no seu DNA tornando o
vírus inofensivo. Esse sistema é chamado de CRISPR Cas9. Uma simbiótica de
adaptação imunitária.
Ual. Se as bactérias fazem essa interface simbiótica de adaptação
imunitária, por que não podemos fazer?
Já na década de 1980, os cientistas observaram um estranho
padrão em alguns genomas bacterianos. Essas repetições foram descritas pela
primeira vez em 1987 por Yoshizumi Ishino e colegas da Universidade de Osaka no
Japão quando publicaram a sequência de um gene para a bactéria Escherichia coli
para entender melhor como o gene trabalhava.
Tinha repetições de agrupamentos eram muito intrigantes até
que os cientistas perceberam as sequências únicas, entre as repetições
combinava com o DNA de vírus especificamente vírus que atacam as bactérias.
Ficou imediatamente claro que este documento de 1987 serviria de base para cientistas interessados em compreender os mecanismos de sistemas de defesa adaptativas em bactérias e archaea, mas poucos anteciparam os impactos mais amplos de essas descobertas para novas aplicações na engenharia de genoma. Como as bactérias podem incorporar ADN exógeno em outras circunstâncias e até mesmo eliminar o DNA danificado de seu ambiente? Isso num ambiente de laboratório para uma eventual utilização médica. Porém, isso não tornou-se uma ideia viável.
Há uma série de estudos publicados no início de
2000 discutindo a presença desses sistemas e investigando como eles funcionam.
A partir do ano 2000, repetições agrupamentos semelhantes
foram identificadas em adicionais bactérias e archaea e foram denominadas
"Repetições Curtas Regularmente Espaçadas" (em inglês:
"SRSR"). "SRSR" foi rebatizado como CRISPR em 2002. Um
conjunto de genes, algumas proteínas nuclease ou ADN helicase de codificação
putativas, foram encontradas sendo associadas com repetições CRISPR (CAS, ou
genes associados a CRISPR).
Os trabalhos dessa área estavam fazendo o que é chamado de
ciência de base, ou a ciência fundamental, investigando algo para o bem da curiosidade
ou interesse - não porque eles sabiam que a investigação teria um resultado
prático ou rentável.
Entretanto, estas
observações conduziram à hipótese de que CRISPR são componentes centrais de um
sistema imunitário adaptativo, e em 2007 Barrangou forneceu a primeira
demonstração de imunidade adaptativa em bactérias através da monitorização loci
CRISPR em culturas desafiados por fagos de Streptococcus thermophilus.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1879625715000425#bib0295
Antes de CRISPR/Cas, a engenharia para uma mutação nas
células era cara e trabalhosa. Era comum tese inteira de um aluno ser mudar um
gene.
CRISPR evoluiu através da aquisição de fragmentos curtos de
ADN derivado de fagos e linhagens novas com espaçadores que são resistentes a
estes fagos.
Foi descoberto que CRISPR é uma parte do sistema imunológico
das bactérias, a parte que mantém pedaços de vírus perigosos ao redor para que
a bactéria possa reconhecer e se defender contra os vírus da próxima vez que
eles ataquem. A segunda parte do mecanismo de defesa é um conjunto de enzimas
chamadas Cas (CRISPR-associated proteins proteínas associadas ao CRISPR), que
podem cortar precisamente DNA e cortam fora vírus invasores. Convenientemente,
os genes que codificam o Cas estão sempre estacionados em algum lugar perto as
sequências CRISPR.
Em 2009, Emmanuelle Charpenntier que era uma espécie de nômade cientista, estava para deixar Viena e se dirigir a Umea, uma cidade da Suécia situada na província da Västerbotten onde tinha uma trupe que estava estrudando o CRISPR e se aglomerava em torno da Cas9.
Charpenntier estava entusiasmada em descobrir como uma
bactéria simples como Streptococcus pyogenes uma espécie de bactéria esférica (por isso coco, de
morfologia esférica) e que faz tudo
isso sem um poderoso sistema imune como o nosso, como podemos aprender a fazer
isso nas interface humana, na nossa rede biótica?
Foi
antes de arrumar as malas que se deu conta que depois de que havia um outro
componente, um fragmento curto do RNA chamado de Cr RNA. Essa molécula
minúscula que facilitava a formação do RNA CRISPR (crRNA) e transportava a
memória de um vírus que anteriormente tinha atacado a bactéria e que servia
como alça que liga o vírus invasor para
a enzima CAS9 fazer o corte. Assim, em 2010 começa o processo de revelação do
tracrRNA.
O crRNA de ativação em trans (tracrRNA). Trasns
vem da transcrição. É um pequeno RNA
codificado em trans que ela e sua equipe decobriuram primeiramente na Streptococcus pyogenes.
Na primeira, uma cópia de partes do ácido neucleico invasor é integrada
ao locus CRISPR. Depois, os CRISPR RNAs (crRNAs) são transcritos a partir desse
locus CRISPR. Os crRNAs são, então, incorporados a complexos efetores, (uma
cadeia protéica capaz de um
órgão, capaz de reagir ao estímulo dos impulsos nervosos) onde o crRNA guia o complexo por
complementariedade a demais cópias de vírus ou plasmídeos invasores, promovendo
degradação pelas proteínas Cas.
Há uma variedade de vias para ativação dos sistemas CRISPR,
uma das quais utiliza tracrRNAs, que participam da maturação do crRNA. É algo complementar
e pareia com pre-crRNAs, formando duplex de RNA. Esse conjunto é clivado pela
RNase III, uma ribonuclease específica para RNA, formando um híbrido
crRNA/tracrRNA hybrid.
É um conjunto híbrido que age como guia para a endonuclease
Cas9, (que faz o corte) e que é capaz de clivar a sequência de ácidos nucleicos
alvo.
Charpentier
descobriu que o sistema CRISPR-Cas9 cumpria essa missão de defesa contra o
vírus usando apenas três componentes: tracrRNA, srRNA e a enzima Cas9. O
tracrRNA processava longos trechos de RNA codificados pela sequencia
CRISPR para transformá-los em crRNA;
estes, por sua vez, tinham como alvo sequencias específicas do vírusinvasor.
Chapentier
que ela mesmo fazer o experimento na bancada, mas não precisou e contou com uma
voluntária, uma jovem aluna de mestrado muito dinâmica: a búlgara Elitza
Deltcheva. Sua pequena equipe resistiu, mas conseguiu convencer pelo menos um
aluno de pós-graduação a trabalhar com a Elitza.
Fizeram
o experimento. Eles prepararam um artigo para a Nature em 2011que Elitza Deltcheva
foi a autora principal. Os outros colaboradores que resistiram a entrada da
atividade voluntária de Elitza ficaram esquecidos na história. Que sirva de
lição. Falta ainda ligações para um passo seguinte: isolar cada um dos três
componente químicos e descobrir como cada um funciona. Precisava para isso conhecimentos e experimentos com bioquímico estrutural em bancada de pesquisa
molecular.
Março
de 2011 Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna se encontram num hotel em
Porto Rico onde participam de uma conferência. Duas personalidades muito
diferentes, mas que se afinaram muito rapidamente. Dali saiu o interesse de
trabalharem juntos e a constituição de uma pequena equipe de quatro
pesquisadores.
Doudna
indicou Martin Jinek um biólogo estrutural brilhando que trabalhava em seu
laboratório com estruturas de Cas1 e Cas 6 e Emmanuelle Charpentier indicou o
biólogo molecular Krzystof Chylinski que permanecera em Viena quando ela se
mudou para Umea.
Surgiu aí a pequena equipe que parecia uma ONU: uma
professora de Berkeley havaiana (Doudna), seu pós-doutorandio tcheco, uma professora
francesa trabalhando na Suécia com seu pós-doutorando polonês trabalhando em
Viena.
Da esquerda para a direita: Emmanuelle Charpentier,
Jennifer Doudna, Martin Jinek e Krzysztof Chylinsku em Berkeley, 2012.
No
começo Jinek e Chylinski não conseguiam fazer o CRISPR cortar o DNA de um vírus
dentro do tubo de ensaio com dois componentes: a enzima Cas9 e o RNA CRISPR
(CrRNA). Aí que entra o tracrRNA. Em
2011 Charpendier demonstrou que o tracrRNA era necessário para produzir crRNA
guia. Mais tarde suspeitou que ele desempenha um papel ainda maior. Na teoria.
Quando acrescentaram o tracrRNA no tubo de ensaio funcionou todas as vezes que
o complexo de três componentes cortava o DNA.
Doudna e Charpentier se envolveram diariamente para determinar os componentes essenciais
de um sistem CRISPR que corta genes. O gruipo conseguiu decifrar precisamente
cada um dos três componenetes essenciais do complexo CRISPR-Cas9. O crRNA
contém uma sequência de vinte letras que agem coordenadas para guair o complexo
até um pedaço do DNA cuja essência é semelhante. OP tracrRNA, que ajudará a
criar o crRNA, tem o papel extra de agor como armação que mantém os demais componentes no lugar certo em que
fixam para atacar o DNA. Feito isso, a Cas9 começa a cortar.
Taí aÍ
como a bactéria faz o sistema adaptável da bactéria na interação com o vírus,
ele aprende a reconhece-lo e a derrota-lo.
CRISPR COMO FERRAMENTA DE EDIÇÃO NA INTERFACE
SIMBIÓTICA
Depois
da descoberta do complexo CRISPR-Cas9 essa interface passa agora a borrar o campo
da tecnologia, das utilidades práticas. Podemos agora acrescentar um CrRNA
diferente e fazer com que ele corte qualquer sequencia desejada, um erro
molecular, um vírus,... temos agora um universo a explorar. Provavelmente muito
do que nossos organismos fazem para consertar os erros moleculares naturalmente
quando dormimos estão de algum modo a nossa mão para podermos interferir com novas “terapias” e micro e
nanocirurgias de interfaces simbióticas e ajudarmos também nossos corpos a
fazer a tarefa quando ele não consegue sozinho enfrentar doenças tão
complicadas como câncer, HIV e tantas outras.
A
tecnologia pode ter agora tem dois caminhos: um o de acelerar a ferramenta de
interface de modo que ela seja ainda mais simplificada para os diferentes
usos o que logo a seguir a equipe
começou a trabalhar ( na fusão de duas moléculas de RNA para um único Cas9) e o
segundo ampliar seus usos para diferentes situações antibióticas e de terapias
para a nossa parceria com a rede de cooperação da vida.
DE NOVO: A VIDA VIRA NEGÓCIO. ATÉ QUANDO?
É uma
dessas verdadeiras Eurekas tão fascinantes que rapidamente em 2020,
duas mulheres ganharam juntas, pela primeira vez na história, o Nobel de
Química. Jennifer Anne Doudna e Emmanuelle Charpentier foram laureadas pelo
desenvolvimento de um método de edição do genoma. Antes da premiação de 2020,
apenas 7 dos 112 Prêmios Nobel da Química haviam sido entregues a mulheres. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/prize-announcement/
A ideia
é chegar num RNA único que faça todo o serviço (sgRNA). Até então a parceria
entre Charpentier e Doudna produzia dois avanços significativos:
1. A
descoberta do que o tracrRNA desempenhava um papel essencial na criação do
CrRNA-guia, como também , e mais importante, unia-o à enzima Cas9 e ligava todo
esse complexo de DNA-alvo para o processo de corte.
2. A
invenção de um modo de fundir os dois RNA em um, obtendo o RNA-guia único.
Em 20 de junho de 2012 a
revisão de um artigo de 3.500 palavras descrevendo os detalhes precisos como o
crRNA e o tracrRNA trabalhavam na proteína Caas-9 ao DNA-alvo estava aprovado
pelos editores de Science.
Minha
admiração por Charpentier se tornou maior quando logo a seguir ela voltou em
conversa para o futuro volta-se a focar na microbiologia básica em vez de ficar
procurando novas ferramentas facilitadoras da edição gênica.
No
entanto, chegamos ao mundo dos negócios. Jennifer sempre a mais competitiva
esforçou-se para a publicação ser o mais rápida possível, que a revisão dos
editores de Science tivesse o mínimo de controvérsia. O envio do artigo do
pedido da patete de Jennifer foi dia 25 de maio de 2012 e o arquivo enviado para
Science foi 8 de junho de 2012. Logo abaixo comento que tinha gente
chegando junto, algumas que foram chaves para a descoberta da dupla e é muito
estranho que em apenas três semanas do envio do artigo todas as revisões foram
feitas e o artigo estava aprovado para publicação. Tudo muito rápido. É o espírito
do mercado começa e emergir.
Ou
seja, agora temos os interesses do mercado numa ferramenta de interface
simbiótica poderosíssima para o uso no processo de acelerarmos a própria
evolução simbiótica. O problema agora é que isso virou propriedade. Patente e
propriedade envolvendo a vida. Lá vamos nós de novo. A tecnologia não é somente
para sonhadores.
Para
ser justo com toda a história tem uma parte que precisa ser contata também.
Ninguém chega sozinho numa descoberta dessas.
Vimos que já em 2007 – oficialmente pela primeira vez -
pesquisadores de iogurte Rodolphe Barrangou e Philippe Horvarth descreveram
pela primeira vez como o CRISPR era uma arma de adaptação simbiótica que as
bactérias usavam diante dos vírus.
Virginijus Siksnys Lituano, intrigado com esse artigo
estudou, pesquisou e em fevereiro de 2009 descreveu com alguns colegas um
artigo que mostrava que dentro sistema CRISPR, uma enzima Cas9 guiada por crDNA
para cortar um vírus invasor. Esse artigo não foi aceito pelo periódico Cell.
Ele mandou para uma espécie de revistas irmã Cell Reports, também foi
rejeitado.
Então mandou para a PNAS, publicação da Academia Nacional de
Ciências dos Estados Unidos. O caminho mais rápido era obter a aprovação de um
membro. Em 21 de maio de 2012 enviou um resumo para Jennifer Doudna a fim de
obter sua aprovação.
No entanto, no mesmo sentido Doudna concluía seu artigo com
Carptinier, por isso se deu por impedida. No entanto, leu o resumo, o que
bastou para saber que Siksnys tinha descoberto muito dos mecanismos pelos
quais, segundo dizia o resumo: “a clivagem do DNA é executada pela Cas9”. O
resumo também afirmava que isso poderia levar a um método de edição de DNA.
Esses achados pavimentaria o caminho para a engenharia de endonucleases de DNA
guiadas po RNA universalmente programáveis. Esse artigo pode ser obtido no link
https://www.pnas.org/content/109/39/E2579.
Esse artigo foi recebido pelo PNAS 21 de maio de 2012,
assinado por Giedrius Gasiunas, Rodolphe Barrangou, Philippe Horvath e
Virginijus Siksnys ele aprovado primeiro de agosto e publicado 4 de setembro de
2012.
Na verdade o pedido de patente de Doudna e o envio do artigo para a Sciene estava sendo preparados bem antes da chegada do resumo de Siksnys. A primeira vista pode parecer suspeito por causadas datas como já disse. Doudna recebeu o resumo dia 21 de maio e o pedido de patente foi 25 de maio.[i] (US 20140068797 A1 (May 25, 2012) .
O arquivo enviado a Science foi 8 de junho. A chegada do resumo apenas acelerou o processo de uma situação competitiva. Competição e cooperação produtiva faz parte da dinâmica da ciência e foi o que aconteceu. Doudna continua a ter uma relação muito amistosa com Barrangou quanto com Siksnys e os dois não viram nada de errado em todo o processo que culminou a primeira publicação do artigo na Sciences.
Teve um rival que questionou a pressa de Doudna: Erick
Lander, diretor do Instituto de Broad no MIT e em Haverd. Questionou o fato
dela dizer aos editores que tem concorrentes e pedir para apressar a revisão do
artigo. Na verdade Lader é conhecido por ser alguém altamente competitivo.
Então tanto Doudna e Érico Lander estão em casa com essa ideia de que é assim
que a ciência funciona. Não deveria, mas infelizmente a busca de interesses das
descobertas se funde com vaidades e vontade de ganhar fama e dinheiro. Quem não
sabe disso não conhece nada sobre a pesquisa de ponta, principalmente nas
últimas décadas.
O nível da disputa não era necessariamente sem ruídos. Em
junho de 2012 Barrangou organizou uma coferência em Berkley sobre o CRISPR. Carpentinier e
Para quem é simbiótico, como defendo, não temos esse
problema. Tudo se resolve em redes de cooperação e não sabemos e nem queremos
saber dessa história de patente no conhecimento, muito menos quando isso tem interface
com a vida. Seria algo pouco simbiótico.
ANEXO
Aplicações.
Aplicações
de CRISPR/Cas9 abrangem quase todos os setores envolvendo sistemas biológicos.
·
Dr.
Bruce Conklin, um geneticista, disse que seu laboratório foi em seguida,
febrilmente alterar genes associados a várias doenças cardíacas.
·
Em
2012-2013, pesquisadores falavam que CRISPR/Cas estava causando uma grande
reviravolta na investigação biomédica, tal como PCR, o método de amplificação
do gene que revolucionou engenharia genética após a sua invenção em 1985. Os
pesquisadores esperam usá-lo para ajustar genes humanos para eliminar doenças,
criar plantas mais resistentes, limpe patógenos e muito mais. Por exemplo, em
2014, pesquisadores na China relataram o nascimento dos primeiros macacos via bio-engenharia
usando mutações direcionadas, uma conquista que poderia ser um trampolim para
fazer modelos mais realistas de pesquisa de doenças humanas.
·
Em
abril de 2015, quando surgiram as notícias que cientistas haviam usado
CRISPR/Cas9 para engenheiria embriões humanos.
·
Em
2017, uma equipe na China corrigiu mutações genéticas em células em três
embriões humanos normais usando o CRISPR. Este foi o primeiro o resultado
descrito da utilização de CRISPR/Cas em embriões humanos viáveis. Cientistas
chineses usaram CRISPR/Cas9 em seres humanos pela segunda vez na história,
injetando um paciente com câncer com genes humanos modificados na esperança de
vencer a doença.
·
Em
junho do mesmo ano, um embriologista em Portland, também teria evitado
problemas de edição incompleta e fora do alvo que atormentava tentativas
anteriores chinesas.
·
Em
2018, pesquisadores injetaram seu sistema CRISPR/Cas9 em 15 zigotos de macacos
rhesus. Eles descobriram que o nocaute MCPH1 foi bem sucedido em 13 dos
embriões resultantes (a próxima fase de gestação, quando a célula começa a se
dividir e crescer). Isso mostrou que a técnica deles funcionava como eles
esperavam e não causa mutações acidentais em macacos.
·
Por
outro lado, dois estudos publicados em 2018 descobriram que a edição de células
com CRISPR/Cas9 poderia aumentar a chance de que as células sendo alteradas
para tratar doenças poderiam se tornar cancerosas ou desencadear o
desenvolvimento de câncer em outras células.
·
CRISPR
pode melhorar a pontaria de alguns medicamentos contra o câncer que não atingem
seu alvo.
·
O
cientista chinês He Jiankui ficou conhecido em novembro de 2018,
·
após
ter anunciado que teria criado os primeiros humanos geneticamente modificados
utilizando a técnica do CRISPR/Cas, causando questões sobre a ética de suas
ações.
·
Na agricultura têm obstáculos regulatórios
mais baixos do que aplicação biomédicas e alguns desses mercados estão
previstos a produzir retornos sobre os investimentos muito rapidamente. Como o
desenvolvimento de culturas geneticamente modificadas utilizando Cas9 desde
2016, plantas modificadas com as "tesouras CRISPR/Cas9" têm sido
cultivadas, colhidas e cozidas. A refeição com um prato de macarrão que incluiu
300 gramas de repolho.
·
Também pode ser
usada para acabar com os pernilongos ou carrapatos transmissores de doenças,
eliminar plantas invasoras ou erradicar a resistência a herbicidas em caruri.
·
Para aumentar a
produtividade no setor da pecuária. O desenvolvimento rápido e eficiente de
pesquisa de animais transgênicos, descoberta de medicamentos, bem como a
validação de alvo e de triagem.
· CRISPR/Cas tem o potencial para se tornar uma força importante na ecologia e conservação, especialmente quando combinada com outras ferramentas de biologia molecular. Pode, por exemplo, ser utilizada para introduzir os genes que lentamente matam as mosquitos que espalham a malária. Ou os genes que colocam os freios na disseminação de espécies invasoras como ervas daninhas.
Pode vir a ser o próximo grande salto na conservação ou melhoraria do
meio ambiente e abrir toda uma nova caixa de riscos
·
Aplicações baseadas em Cas9 na indústria dos setores da saúde
humana estão experimentando um crescimento frenético. Estes mercados incluem: geneterapia,
terapia celular e imunoterapia.
· Em junho de 2016, um comité consultivo do National Institutes of Health nos Estados Unidos aprovou uma proposta para usar CRISPR/Cas9 para ajudar a aumentar terapias contra o câncer de pacientes que dependem de alistamento células T.
· Bebês projetados. CRISPR/Cas9 é uma maneira eficaz de manipular o genoma in vivo em animais, bem como em células humanas in vitro, mas algumas questões com a eficiência de entrega e edição significam que não é considerado seguro para uso em embriões humanos viáveis ou na células germinativas do corpo. Além da maior eficiência do NHEJ, é provável que o CRISPR possa introduzir DSBs em partes não intencionais do genoma, chamadas de efeitos fora do alvo.
· He Jiankui foi um pesquisador pela universidade chinesa SUSTech, mas ele estava sob licença não remunerada desde fevereiro de 2018. Jiankui pesquisava sobre CRISPR/Cas na universidade. Em novembro de 2018, Jiankui revelou que havia editado o gene CCR5 em dois embriões humanos, com o objetivo de que os bebês não expressassem um receptor para o vírus HIV. As garotas, que o cientista chamou de "Lulu" e "Nana", nasceram poucas semanas antes do anúncio do cientista. A pesquisa foi duramente criticada, sendo considerado um experimento perigoso e prematuro por parte de Jiankui.
O que tem sido feito?
Terapêutica
Ao longo dos últimos anos, o sistema CRISPR/Cas teve pequenos
problemas para a sua utilização terapêutica potencial em terapia génica, com o
CRISPR de ARN identificando o alvo da parte relevante de ADN e a proteína Cas
clivando. No entanto, o grande problema era o fato de que, para Cas9 para ser
eficaz, deveria primeiro ser capaz de entrar nas células alvo de forma
eficiente. Desde de 2015, uma equipe de pesquisadores da Carolina do Norete criou
e utiliza um veículo de nano escala composto de ADN para entregar o complexo edição CRISPR/Cas9
em células tanto invitro como in vivo. Quando o nanocomposto – nanoclew entra
em contato com uma célula, a célula absorve o nanoclew completamente através de
mecanismos típicos de endocitose. Os nanoclews são revestidos com um polímero carregado
positivamente, com o fim de quebrar a membrana endossomal e libertar nanoclew
no interior da célula. O complexos CRISPR/Cas9, em seguida, libertam-se da
estrutura de ADN para abrir caminho para o núcleo. Uma vez que o complexo
CRISPR/Cas9 atinge o núcleo, então, a edição do gene pode começar.
Empresas foram fundadas com o objetivo de desenvolver
tratamentos que empregam CRISPR/Cas9 para fazer edições em pares de bases
individuais e grandes segmentos de ADN. A empresa planeja usar CRISPR para
coletar de células-tronco hematopoéticas da medula óssea do paciente,
corrigindo um ou mais genes defeituosos com CRISPR/Cas, e depois retornando as
células a medula do paciente, que passaria então a produzir glóbulos brancos saudáveis.
O seu objetivo para o tratamento de fibrose cística e anemia pela formação de
células falciformes, cada um dos quais são causados por mutações de par de
bases individual.
Dr. Bence Gyorgy, juntamente está trabalhando com cobaias, em um
esforço para desenvolver abordagens baseadas CRISPR/Cas para tratar a doença de
Alzheimer e para corrigir a forma genética de surdez. Por volta de agosto de
2015, a tecnologia era mais adequada para a destruição de versões de genes
"maus" que causam a doença, mas os cientistas esperam que também seja
capaz de substituir essas versões normais com cópias saudáveis do gene.
Em agosto de 2015, pesquisadores da Harvard e do MIT descobriram
que o "gene da obesidade" liga a dois outros genes que impedem
gordura a ser queimada na forma de calor - um processo chamado termogênese. O estudo
revelou que certas variantes no gene FTO fabrica células adiposas de pessoa
menos susceptíveis de se tornarem do tipo que queimam energia, e mais provável
que seja o tipo que a armazenam como gordura. Anteriormente pensava-se o gene
estava relacionado com a obesidade através de efeitos sobre o cérebro relativos
ao apetite e a propensão para o exercício. Mas os pesquisadores descobriram que
as variantes na verdade amplificam a atividade de outros dois genes - IRX3 e
IRX5 - que estão envolvidos em determinar que tipo de células de gordura são
produzidas. Os pesquisadores demonstraram que é possível desativar esses genes
utilizando a técnica CRISPR/Cas que corta fora o código de DNA "ruim"
e o substitui pela seqüência correta.
Em testes, cientistas já foram capazes de reverter problemas
genéticos que resultam em cegueiira, puderam parar o avanço de células
cancerígenas e até mesmo criaram organismos imunes ao vírus HIV.
Também pesquisadores conseguiram explicar como uma variante de
gene promotor de obesidade induz que algumas pessoas engordarem. Usando a
ferramenta CRISPR/Cas, eles identificaram um interruptor genético que ajuda a
governar o metabolismo do corpo. Os interruptores controlam se das células de
gordura comuns queimam a energia, em vez de armazená-la como gordura.
Camundongos já foram usados como modelo na correção do gene
mutante da distrofia, evitando o desenvolvimento de distrofia muscular e também
no reparo do locus do receptor trnasmembranas da fibrose cística por
recombinação homóloga de células-tronco intestinais cultivadas de pacientes
humanos com esta doença, evidenciando a CRISPR como técnica promissora para a
terapia genética em pacientes humanos.
Os pesquisadores têm utilizado para tratar uma forma grave de
distrofia muscular em camundongos. Eles empregaram CRISPR/Cas para cortar a
parte de um gene defeituoso com distrofia muscular de Duchenne, permitindo que
os animais a fazer uma proteína muscular essencial. A abordagem é a primeira
vez que CRISPR foi entregue com sucesso por todo o corpo para o tratamento de
animais adultos com uma doença genética.
Cientistas curaram um defeito genético que causa a doença de
olho chamada retinite pegmentosa usando a edição CRISPR/Cas9 em células- tronco
pluripotentes induzidas derivadas de um paciente com a doença.
Também em um homem na China foi injetado com células imunitárias
modificadas que foram preparadas para combater o câncer de pulmão, o primeiro
no mundo a receber sangue geneticamente modificado.
Nos Estados Unidos e na Europa, ensaios clínicos foram
planejados para várias doenças humanas. Mais notavelmente, um estudo de Fase I
/ II de edição genética na Europa para beta-talassemia, um distúrbio
hereditário do sangue que causa anemia que requer transfusões de sangue ao
longo da vida.
Também um teste CRISPR para anemia falciforme, outra doença
hereditária do sangue causada por uma mutação que deforma os glóbulos
vermelhos, está prevista.
Controle de doenças
Resistência a doenças é uma das aplicações mais populares para
CRISPR/Cas na agricultura, e os cientistas estão trabalhando em um amplo
espectro de animais. Cientistas esperam que esta ferramenta possa ajudar a
conter a perda dramática de abelhas em todo o mundo. Ao manipular os genes, as
colônias são menos propensas a sucumbir a ácaros, fungos e outros agentes
patogênicos.
O sistema criou CRISPR porcos que são resistentes a doenças
virais, incluindo porcos com uma proteína mutada na superfície das suas
células, o que deve torná-los impermeáveis a um vírus respiratório mortal. Os
pesquisadores estão trabalhando em fazer bovinos resistentes aos parasitas
tripanossoma que são responsáveis pela doença do sono.
Pesquisadores defendem que os sistemas CRISPR/Cas têm uma
potencial cura para a resistência aos antobióticos usando a menos conhecida
enzima, Cas3. Cas9 age como um tipo de tesoura genética, no entanto, Cas3 vai
além de Cas9, visando o DNA de células bacterianas e, em seguida, mastigá-las
para além do ponto de reparação. Esta ação transforma o sistema imunológico bacteriano
baseado em CRISPR nele mesmo, provocando a morte da célula.
Cientistas desenvolveram uma técnica de edição de genes CRISPR
que pode potencialmente corrigir a maioria das 3.000 DMD mutações. CRISPR/Cas
foi usado para tornar as galinhas resistentes a um vírus comum.
O cientista chinês He Jiankui alegou ter alterado o DNA das
meninas gêmeas para torná-las resistentes ao HIV, em 2018, um movimento inovador
que provocou questões éticas significativas em torno da edição de genes e dos
chamados bebês projetados. A Comissão Nacional de Saúde da China ordenou que as
autoridades "investigassem e verificassem seriamente" as alegações do
doutor He.
Espécie ameaçada
A técnica CRISPR/Cas9 é um dos métodos mais amplamente propostos
para clonagem. O método tem sido aplicado às espécies ameaçadas e há vários
esforços para trazer de volta o amute-lanoso além de oportunidades com
animais como ursos, e também em aves.
Pesquisadores da Universidade de Stanford criaram o primeiro
coral geneticamente modificado usando o CRISPR para editar três genes em corais
que crescem na Grande Barreira de Corais da Austrália. Dois dos genes são
responsáveis pela coloração do recife e um está envolvido na regulação de como
o novo coral se instala e cresce em um recife. Usando CRISPR demonstrou-se que
os embriões resultantes continham os genes mutados. Os resultados sugerem que o
CRISPR poderia ser usado para, eventualmente, ajudar os cientistas a manipular
os genes para que possam se tornar mais resistentes ao branqueamento causado
por estresses ambientais como o aquecimento global e a poluição.
Lacticínios
Danisco (DuPont) foi um dos
pioneiros na utilização comercial da tecnologia CRISPR/Cas para aumentar a
imunidade viral em bactérias utilizadas para fazer iogurtes e queijo, mas
outros mercados vêm emergindo rapidamente. DuPont utiliza CRISPR para
desenvolver culturas naturais com uma estrutura interna de imunidade aos fagos
que geralmente atacam durante a produção de queijo. Ao contrário das culturas
utilizadas para rotações convencionais em fábricas lácteos fermentados,
"CHOOZIT" são caracterizados pela suas idênticas funcionalidade
permitindo que cada membro da rotação execute exatamente da mesma maneira. A única
diferença reside na sua imunidade a fagos. Os principais benefícios incluem
melhorias de produtividade, otimização de tempo de processo e minimização de
"downgrades" de produtos, graças a inovação técnica CRISPR que
permite a rotação de culturas, sem variabilidade indesejada.
Pecuária
Dr. Scott Fahrenkrug de Recombinetics anunciou, em julho de
2015, que desenvolveu uma maneira de editar os genes de animais para mudar traços
específicos, tanto para usos agrícolas e biomédicos. Ele desenvolveu uma forma
de editar os genes de animais de fazenda para alterar características
específicas. Ele podem editar o traço que faz crescer chifres no gado. Isso
significa que uma vaca não nasce com chifres, e nunca precisa se submeter ao
processo sangrento de descorna. Usando o método CRISPR/Cas, os investigadores
podem fazer que uma parte pequena do genoma do gado leiteiro assemelhar-se o
genoma de sem chifres gado Red Angus. Isso significa que eles podem remover
seus chifres sem fazer quaisquer outras alterações genéticas. Um outro exemplo
do uso de CRISPR para mudar traços específicos é o caso do trabalho com células
musculares em porcos. Os bovinos Belga Azul são enormes e fortes animais que
fornecem excepcionalmente grandes quantidades de valorizado, cortes magros de
carne, resultado de décadas de cruzamentos seletivos, porém, uma equipe de cientistas
da China, através da edição de um único gene criaram o equivalente suíno utilizando
o método TALENs de edição genética que, muito mais rapidamente, introduz uma
mutação no gene da miostatina em células fetais de porco que faz com que
células musculares se multiplicarem.
Agricultura
Cientistas de todo o mundo vêm tentando produzir trigo, a
cultura mais comum do planeta, capaz de sobreviver a doenças causadas por
fungos através da introdução de genes resistentes a doenças, mas, no passado,
era difícil adicionar mais de dois ou três desses genes. de uma vez. Um estudo
piloto, de 2018, sobre uma tecnologia inovadora chamada GAANTRY (Gene Assembly
in Agrobacterium by Nucleic acid Transfer using Recombinase technologY) que
pode inserir uma grande quantidade de múltiplos genes simultaneamente em
plantas.
Cientistas desenvolveram um cogumelo na universidade da Pensilvânia,
que não escurece. Esses cogumelos não serão regulamentados como organismos
transgênicos, uma vez que não contém ADN exógeno e a edição genética CRISPR
está movendo as plantações de tomate do campo para da cidade, ou mesmo para o
espaço sideral.[115]
O uso do editor CRISPR para melhorar certas variedades de
culturas, como trigo e milho, permaneceu difícil por anos por causa das duras
paredes celulares das plantas. Em 2019, uma grande empresa agrícola resolveu
esse problema usando o pólen de uma planta geneticamente modificada para
transportar os componentes CRISPR para as células de outra planta. A solução
promete acelerar a criação de melhores e mais versáteis culturas.
Armazenamento de imagens
Pesquisadores usaram o sistema imunológico microbiano CRISPR/Cas
para codificar um filme no genoma da bactéria Escherichia coli. Para
desenvolver esse sistema, no entanto, os pesquisadores tiveram que estabelecer
um método para gravar centenas de eventos em uma célula. Eles exploraram a
capacidade de capturar fragmentos de DNA de invasão de vírus e armazená-los em
uma matriz organizada no genoma do hospedeiro. Na natureza, esses fragmentos
visam uma enzima para cortar o DNA do invasor. O filme que os pesquisadores
selecionaram consistiu em cinco quadros adaptados da série de "Locomoção
Humana e Animal" do fotógrafo britânico Eadweard Muybridge. As fotos mostram
uma égua chamada Annie G. galopando em 1887.
Método de pesquisa
Esta tecnologia também permite aos cientistas pintar um cromossoma
inteiro e olhá-lo ao vivo e realmente segui-lo no núcleo durante o ciclo celular ou como ele passa por
transições de desenvolvimento, por exemplo, em um embrião, para ver como ele
muda de tamanho e estrutura. O processo, que os cientistas se referem como
"CRISPR-EATING" é relatado em um artigo da revista
"Developmental Cell", que mostra, como prova de princípio, que os
pesquisadores transformaram o genoma inteiro de uma bactéria comum do intestino
E. coli para uma biblioteca de 40 mil guias de ARN que cobriam 88 por cento do
genoma bacteriano.
Pesquisadores chineses relataram a edição os genomas de embriões
humanos. Os resultados, que estão publicados na revista "Protein on-line
& Cell", demonstraram um número surpreendente de mutações "fora
de alvo" que se presume serem introduzidas pelo complexo CRISPR/Cas9
atuando em outras partes do genoma. Este efeito é uma das principais
preocupações de segurança que rodeiam edição da linha germinado gene, porque
estas mutações não intencionais podiam ser prejudiciais. As taxas de tais
mutações foram muito superiores do que as observados em gene de edição de
embriões de ratos ou células adultas humanas e confirmam rumores de que tais
experimentos foram conduzidos. Isto provocou um debate, em abril de 2015, sobre
as implicações éticas de tal trabalho.
Pesquisadores da Universidade de Harvard e do Instituto de Tecnologia
de Massachusetts desenvolveram uma nova abordagem que permite aos pesquisadores
conseguir o uso de duas variantes da proteína Cas9 para executar qualquer
passos de tarefas, edição ou regulação do gene usando um único Cas9 isoforme. A
equipe de Harvard-MIT descobriu que o comprimento da sequência de ARN guia
desempenha um papel fundamental na determinação do destino de Cas9, se ele
apenas se liga ao ADN ou se extirpa o ARN também. Este novo método CRISPR
também pode ser utilizado na produção metabólica em grande escala de produtos
químicos e combustíveis utilizando bactérias geneticamente modificadas,
simultaneamente salvaguardando as biofábricas microbianas de infecção por
agentes patogênicos estranhos.
Pesquisadores do Hospital de Câncer Infantil de Boston acreditam
que as mudanças de um pequeno pedaço de ADN na região intensificadora do gene
Linfma/leuciomia 11ª de células B pode contornar o defeito genético que é
subjacente á doença de células falciformes e possivelmente outras doenças do
sangue como a talassemia. Numa tentativa de imitar e melhorar as variações
naturais, os investigadores desenvolveram ferramentas de edição de genes à base
de CRISPR para cortar sistematicamente pequenas as seções de ADN passo-a-passo
ao longo de todo o comprimento do intensificador em células estaminais do
sangue a partir de doadores humanos. A equipe em seguida deixou as células
amadurecerem para células vermelhas do sangue e descobriram que a quantidade de
hemoglobina fetal das células produzidas tinham aumentado drasticamente. Além
disso, os cientistas descobriram um local específico no intensificador que,
quando o cortado, conduz à produção de níveis elevados de hemoglobina fetal.
Uma equipe de cientistas conseguiu inativar o HIV geneticamente
em camundongos, reduzindo a expressão do RNA viral em cerca de 60 a 90%. Em
seguida, eles conseguiram usar o CRISPR em roedores infectados com um tipo de
HIV equivalente ao humano.
Usando CRISPR, os pesquisadores criaram uma técnica para estudar
o desenvolvimento de mamíferos que permite tomar o estágio final de
desenvolvimento de um organismo modelo e de lá reconstruir uma árvore de
linhagem completa até o estágio de célula única.
Em 2019, pesquisadores descobriram uma maneira de usar a
ferramenta CRISPR/Cas9 em répteis.
Ensaio
clínico
Em 2019, na primeira série de ensaios clínicos, os cientistas
estão usando CRISPR/Cas9 para combater o câncer e distúrbios sangüíneos em
pessoas. Nesses testes, os pesquisadores removem algumas células de uma pessoa,
editam o DNA e, em seguida, injetam as células de volta, agora esperamos que
estejam armadas para combater as doenças. Os pesquisadores também estão
preparados para ver como o CRISPR/Cas9 funciona dentro do corpo humano. Em um
próximo teste, pessoas com uma cegueira herdada terão a tesoura molecular
injetada em seus olhos.
CRISPR
optogenético
CRISPR optogenético é uma nuclease Cas9 ativada por luz que
oferece aos investigadores maior controle espacial e temporal sobre a atividade
de nuclease guiada por ARN. Assim, proporcionando extremamente preciso da
edição de genes. Em células humanas, paCas9, um manipulado Cas9 fotoativável
permite o controle optogenético da edição do genoma CRISPR/Cas9. O paCas9
consiste em fragmentos de Cas9 divididos e domínios de dimerização
foto-indutíveis denominados "ímãs". A atividade de edição do genoma
pode ser desligada simplesmente apagando a luz e também a ativação de paCas9 em
amostras espaciais determinadas pelos locais de irradiação.
Ética e
ações regulatórias
Quando os cientistas na China relataram a realização do primeiro
experimento usando a edição CRISPR de genomas para alterar o DNA de embriões
humanos, potencialmente afetando a linha germinal, inflamou ainda mais o
protestos de cientistas que advertem que tal passo, atravessou uma linha ética.
Este anúncio tocou os sinos de alarme éticos, não apenas religiosos obcecados e
transgênicos cautelares, mas de um grupo de 18 proeminentes cientistas e
especialistas em direito e ética que publicou uma carta pedindo uma moratória
sobre alguns usos dessa tecnologia.
Os cientistas afirmam que a técnica de edição CRISPR pode
modificar os genomas dos seres humanos e outras espécies de uma forma que
poderia ter "efeitos imprevisíveis sobre as gerações futuras" e
"implicações profundas para a nossa relação com a natureza".
Independente da controvérsia, cientistas do Instituto Francis
Crick pediram ao órgão regulador do Reino Unido de tratamento e pesquisa de
fertilidade, para obter uma licença para conduzir edição de gene CRISPR/Cas9 em
embriões para um estudo de investigação sobre por que algumas mulheres têm
aborto espontâneo, e em janeiro de 2016, a permissão para editar os genomas de
embriões humanos para a pesquisa foi concedida para os cientistas em Londres. A
avaliação de ameaça global divulgada em 2016, pelo diretor nacional de
inteligência dos EUA, colocou esta edição de genoma entre uma das seis ameaças
listadas na seção sobre as armas de destruição em massa.
A técnica com proteínas anti-CRISPR (que anulam o efeito de
CRISPR/Cas9 utilizando proteínas que são produzidas por vírus bacterianos)
foram descobertas e podem ser usadas em bactérias - como E. coli - bem como em
células humanas modificadas. O anti-CRISPR tem o potencial de melhorar a
segurança e a precisão das aplicações CRISPR tanto no uso clínico como na
pesquisa básica; assim, reduzindo as principais preocupações éticas e a
necessidade de ações regulatórias da técnica CRISPR.
Investimento
Em 2015, Jennifer Doudna, um bioquímica da Universidade da
Califórnia co-fundadora de "Editas Medicine", e sua colaboradora,
Emmanuelle Charpentier do Centro Helmholtz para Pesquisa de Infecções na
Alemanha, receberam $3 milhões de dólares cada uma pela invenção da revolucionária
ferramenta para a edição de DNA CRISPR. Em agosto de 2015, Bill Gates e 13
outros investidores colocaram $120 milhões em "Editas Medicine" e em
setembro, Intellia Therapeutics, que desenvolveu maneiras de corrigir os genes
defeituosos com tratamentos de edição de genes para doenças do fígado e do
sangue, recebeu $70 milhões de investidores.
O ODIN (ou "Open Discovery Institute"), um dos projetos do Indiegogo, tentando facilitar e incentivar a investigação em biologia sintética em casa, o "faça você mesmo", está vendendo kits completos de engenharia de genoma para que cientistas amadores e fãs possam experimentar a edição de repetições palindrômicas curtas de gene por si próprios.
[1] Gilson Lima. É cientista. Aposentou-se depois de décadas de
atuação independente sobre múltiplos campos da vida e da tecnologia na
complexidade. Hoje atua na ciência como atividade voluntária. Criou a teoria
não natural da simbiogênese cooperativa na evolução cérebro, máquinas, corpos e
sociedade. Foi por vários anos pesquisador acadêmico e industrial coordenando
bancadas de pesquisas de ciência de ponta, tecnologia e protocolos de
neuroreabilitação em diferentes cidades e diferentes países principalmente, europeus.
Atualmente retomou sua atividade como músico
compositor, cantor que atuava na adolescência produzindo atualmente suas
canções e coordenando a Banda Seu Kowalsky e os Nômades de Pedra. Suas músicas
e shows vídeos podem ser acessadas no canal do youtube. https://www.youtube.com/c/seukowalskyeosnomadesdepedra
[i] Methods and
compositions for rna-directed target dna modification and for rna-directed
modulation of transcription Pat: US 20140068797 A1 (May 25, 2012)
Em abril de 2014, uma patente aberta, nos EUA,
foi atribuída a Feng Zhang, um cientista do Instituto "Broad"
MIT-Harvard que afirma ter descoberto a eficácia das CRISPR/Cas9 na edição de
genes em células humanas. Zhang apresentou sua patente com a data de prioridade
de dezembro de 2012. Apenas alguns meses mais tarde, o prêmio
"Breakthrough" foi atribuído a J. Doudna e E. Charpentier pela
contribuição para a descoberta de CRISPR. Doudner e Charpentier registraram uma
patente com a data de prioridade de 25 de maio de 2012, que inclui 155
reivindicações, englobando inúmeras aplicações do sistema para uma variedade de
tipos de células.
Todas as partes nesta disputa fundaram empresas
de biotecnologia na corrida para desenvolver CRISPR como medicamento clínico
viável. Zhang co-fundou Editas Medicine com Doudner antes desistir e vir a
fundar Caribou Biosciences e Intellia Therapeutics.[158] Charpentier é a
fundadora da CRISPR Therapeutics, mas já vendeu os direitos dessa empresa. Feng
Zhang ganhou os direitos de patente depois de apresentar provas de que ele foi
o primeiro a elaborar editores de genes baseados em CRISPR.
Caribou Biosciences, uma empresa co-fundada por
Jennifer Doudna, em 2016, passou a defender que a patente dela é diferente das
patentes e pedidos de patentes que estão no centro da luta de patentes CRISPR
que coloca o Instituto Broad do MIT e Harvard contra um grupo liderado por
Doudna. Entretanto, em fevereiro de 2016, a Caribou e a Integrated DNA
Technologies, Inc. (IDT), firmaram um contrato de licença não-exclusiva, em que
Caribou concedeu direitos mundiais a IDT para comercializar os reagentes
CRISPR/Cas9 sob a propriedade intelectual da Caribou.
Várias disputas surgiram por conta destes
pedidos de patentes rivais. Mais de 100 patentes já foram pedidas por muitos
cientistas que fazem uso da tecnologia CRISPR/Cas9. Isso pode levar muitos
cientistas a violações de patentes cada vez que produtos CRISPR/Cas9 foram
licenciados.
No início de 2017, o escritório de patentes dos
EUA regularizou as patentes CRISPR em disputa. Em um julgamento de uma
sentença, três juízes decidiram que "não há interferência de fato".
Em outras palavras, as patentes CRISPR chaves, concedidas no início para a
"Broad" (MIT-Harvard) em 2014, são suficientemente diferentes das
patentes solicitadas pela UC. A decisão também teve grandes conseqüências para
uma falange de companhia startups em biotecnológicas que correm para
comercializar a tecnologia CRISPR.
Entretanto, para muitos
pesquisadores a patente para CRISPR/Cas9 em si, dada a uma empresa, pode ser
controversa. Uma vez que a tecnologia utiliza uma técnica que já existe em
bactérias por milênios, parece ser "óbvio" para muitos cientistas que
podem facilmente usá-la em seus laboratórios. Em um sentido CRISPR foi de fato
"inventado" pela natureza e não por qualquer indivíduo, assim
reivindicando uma patente sobre o mecanismo que seria um ato natural da
bactéria. Respondendo a uma questão como essa pode ser uma grande dor de cabeça
não só para o campo jurídico, mas também para a bioética e a filosofia.
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CRISPR (do inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats
Vamos lá.
Repetições palindrômicas. Palíndromo é uma palavra, frase ou número que permanece igual quando lida de trás para diante. Por extensão, palíndromo é qualquer série de elementos com simetria linear, ou seja, que apresenta a mesma sequência de unidades nos dois sentidos.
A palavra "palíndromo" vem do grego palin (πάλιν, "para trás, novamente") + dromos (δρόμος, "caminho, rua") - que corre em sentido inverso. Mas o termo foi cunhado em inglês (palindrome), no século XVII, e os primeiros a utilizá-lo foram os escritores Henry Peacham em 1638 de quem não sabemos quase nada sobre e depois consolidado por Bem Jonson (1640) um dramaturgo, poeta e ator inglês que atuou na renascença.
Uma palavra palíndroma é aquela cuja sequência de letras é simétrica, permitindo uma leitura idêntica da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda: ovo, osso, reler, anilina.
Na genética consiste em pequenas porções do DNA bacteriano compostas por repetições de nucleotídeos (blocos construtores dos ácidos nucleicos, o DNA e o RNA).
Cada uma dessas repetições encontra-se adjacente a um “protoespaçador” (“espaçador de DNA”), que corresponde a uma região não-codificante inserida no DNA bacteriano após o contato com genomas invasores provenientes de bacteriófagos (vírus) ou plasmídeos (moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossômico. Ocorrem geralmente em bactérias e por vezes também em organismos eucarióticos unicelulares e células de eucariotas superiores).
A transcrição (o modo como é expressa o locus CRISPR (em genética, lócus é uma posição fixa e específica em um cromossomo, onde está localizado determinado gene ou marcador genético. Cada cromossomo carrega muitos genes, com cada gene ocupando uma posição ou locus diferente), .... então voltando, nessa interação com o patógeno se resulta pequenos fragmentos de RNA (essa molécula de ácido ribonucleico) com capacidade de desempenhar o reconhecimento de um DNA exógeno específico e atuar como um guia de modo a orientar a nucleasse Cas (nucleases são enzimas capazes de quebrar as ligações entre os nucleotídeos - grupo fosfato, uma pentose (açúcar) e uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina ou uracila) - que são subunidades do ácido nucleico. As enzimas responsáveis pela degradação de DNA são denominadas desoxirribonucleases (DNases) e as responsáveis pela degradação de RNA são chamadas ribonucleases -(RNAses)), o Cas (CRISPR associated protein 9) é um ARN guiado a um ADN de uma enzima endonucleática associada com o CRISPR do sistema de adaptação imunitária em Streptococcus pyogenes, ou outras bactérias. ... voltando.... essa enzima que irá promover a clivagem e consequente eliminação do DNA invasor caso este entre novamente em contato com a bactéria, atuando como importante mecanismo de defesa contra DNAs invasores.
