Fanzor

La proteína Fanzor (Fz) es una endonucleasa de ADN guiada por ARN eucariota , lo que significa que es un tipo de enzima de corte de ADN que utiliza ARN para dirigirse a genes de interés. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} En bacterias , los sistemas de endonucleasas de ADN guiadas por ARN , como el sistema CRISPR/Cas , funcionan como un sistema inmunitario para prevenir infecciones cortando el material genético viral. ^{[ 4 ]} Actualmente, la escisión de ADN mediada por CRISPR / Cas9 tiene una amplia aplicación en la investigación biológica y un gran potencial médico en la edición genética humana . ^{[ 4 ]}

Fanzor pertenece al sistema OMEGA. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 4 ]} Evolutivamente, comparte un ancestro común , OMEGA TnpB, con el sistema CRISPR / Cas12 . ^{[ 1 ] [ 5 ]} Debido al ancestro común entre el sistema OMEGA y el sistema CRISPR, la estructura proteica y la función de corte de ADN de Fanzor y Cas12 permanecen en gran medida conservadas. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Combinado con la presencia generalizada de Fanzor en los diversos genomas de diferentes especies eucariotas , ^{[ 6 ]} esto plantea la posibilidad de que OMEGA Fanzor sea una alternativa al sistema CRISPR/Cas con mejor eficiencia y compatibilidad en otros organismos eucariotas complejos , como los mamíferos .

Debido a su origen eucariota , el sistema OMEGA Fanzor puede tener algunas ventajas sobre el editor genético CRISPR/Cas, mejor estudiado , en términos de aplicaciones de edición del genoma humano. ^{[ 1 ]} En un sistema CRISPR/Cas9, las proteínas Cas9 son guiadas por el ARN guía (ARNg) y el motivo adyacente al protoespaciador (PAM) para la escisión del ADN. Curiosamente, los genes Fanzor en el hongo del suelo S. punctatus ^{[ 1 ] [ 5 ]} también contienen secuencias no codificantes llamadas ωRNA . De manera similar a CRISPR/Cas9, se ha demostrado que la proteína Fanzor escinde el ADN en tubos de ensayo bajo la guía del ωRNA y el motivo adyacente al objetivo (TAM). ^{[ 1 ]}

Como se muestra en el esquema, la escisión del ADN por Cas9 es dirigida por el ARN guía y la secuencia PAM "NGG" ^{[ 7 ]} en el ADN diana, donde N puede ser cualquiera de los cuatro componentes del ADN (A, G, C o T). De manera similar, la escisión del ADN por Fanzor es dirigida por el ARN ω y la secuencia TAM "CATA" en el ADN diana1. No es una representación precisa del tamaño y la estructura de los ARN y las proteínas.

En células humanas, la proteína Fanzor de Spizellomyces punctatus se probó con éxito y se demostró que corta el ADN de manera efectiva. ^{[ 1 ]} Sin embargo, su eficiencia es menor en comparación con el sistema CRISPR/Cas12a, estrechamente relacionado. ^{[ 1 ]} Al modificar y ajustar el ARN ω y la secuencia de aminoácidos, se diseñó una segunda versión de la proteína Fanzor de S. punctatus con una eficiencia de corte mejorada, comparable a la del sistema CRISPR/Cas12a. ^{[ 1 ]} Esto demuestra que, con mejores modificaciones y más investigación, OMEGA Fanzor tiene el potencial de igualar al sistema CRISPR en la edición del genoma humano en el futuro.

Los estudios concluyen que Fanzor tiene un gran potencial para la edición eficiente del genoma humano ^{[ 1 ] [ 6 ]} con una mayor probabilidad de no ser atacado por el sistema inmunitario. ^{[ 6 ]} Por ejemplo, Fanzor podría usarse en tratamientos personalizados contra el cáncer donde las propias células T del paciente —células importantes del sistema inmunitario que reconocen y combaten patógenos extraños— se editan para reconocer y destruir células cancerosas. ^{[ 2 ] [ 8 ]} En el campo de la medicina regenerativa , ofrece esperanza para una aplicación en la terapia con células madre para tratar muchas enfermedades de origen genético como la diabetes tipo 1 o enfermedades neurodegenerativas . ^{[ 2 ]}

Además, Fanzor podría utilizarse potencialmente para la edición del genoma en óvulos y espermatozoides ^{[ 2 ]} para la prevención de enfermedades y el tratamiento de la infertilidad . Sin embargo, la intervención en el ADN de dichas células conlleva riesgos y requiere estrictas directrices éticas . ^{[ 9 ]}

Una de las principales ventajas de Fanzor en comparación con el sistema CRISPR/Cas9 es su pequeño tamaño. Por lo tanto, puede administrarse con vectores virales , que son cuerpos inactivos modificados de virus diseñados para administrar material genético de forma segura, como los adenovirus . ^{[ 4 ]} Los adenovirus se utilizan comúnmente en aplicaciones médicas como la administración de genes o vacunas ^{[ 10 ]} que no provocan respuestas inmunitarias en el cuerpo humano. ^{[ 4 ]}

Sin embargo, los investigadores advierten que es necesario realizar más investigaciones para mejorar la eficiencia ^{[ 1 ] [ 6 ]} y la precisión de la edición. ^{[ 1 ]}

Además de su aplicación en células humanas, Fanzor es una herramienta prometedora para la edición genómica específica en plantas, debido a las ventajas mencionadas de que la proteína sea de pequeño tamaño. ^{[ 2 ]} De este modo, se podría mejorar el contenido nutricional , la resistencia a las enfermedades y la asequibilidad de los cultivos . ^{[ 11 ]} Además, en relación con los desafíos actuales y futuros causados ​​por el cambio climático , los cultivos podrían adaptarse para soportar mejor factores de estrés como la sequía , la salinidad y el aumento de las temperaturas. ^{[ 12 ]}