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Ciencia y Tecnología
Brasil | 24-07-2020

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Investigadores van a rastrear genes vinculados a la replicación del nuevo coronavirus   
Un estudio realizado en el Centro de Investigación de Enfermedades Inflamatorias, un CEPID de FAPESP en la USP de Ribeirao Preto, busca identificar genes esenciales para los procesos desencadenados por el SARS-CoV-2 dentro de las células humanas
Agencia FAPESP ( Brasil )
Maria Fernanda Ziegler. Imagen: Thor Deichman. Traducción Programa INFOCIENCIA
Investigadores van a rastrear genes vinculados a la replicación del nuevo coronavirus Investigadores del Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias (CRID) de la Universidad de San Pablo (USP) están investigando cuáles son los genes que determinan la replicación del nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) dentro de las células de los individuos infectados.

"Analizaremos todo el genoma de la célula humana e identificaremos qué genes son importantes para el ciclo del virus dentro de la célula infectada. Es un estudio amplio y, aunque no ofrece respuestas inmediatas, en el futuro aumentará en gran medida la comprensión del papel de cada gen en la biología del virus ", dice Thiago Mattar Cunha, un investigador de CRID que lidera el estudio respaldado por FAPESP .

CRID es un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) financiado por FAPESP y con sede en la Facultad de Medicina en Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP).

Todos los virus usan mecanismos de la célula huésped para replicarse. Esto no es diferente con el SARS-CoV-2. Aunque el nuevo coronavirus tiene la capacidad de multiplicarse, no tiene un aparato enzimático, por ejemplo, debido a su estructura simple, carece de un sistema de generación de energía y sus recursos son limitados.

De esa manera, cuando una persona está infectada, el virus se aloja dentro de la célula y necesita usar la maquinaria celular para hacer copias de su propio material genético (en el caso del SARS-CoV-2, un ARN). Solo de esta manera es posible que complete ese ciclo de replicación y rompa la membrana celular para hacer nuevas invasiones, iniciando el proceso inflamatorio de la enfermedad.

El estudio CRID investigará la capacidad de la célula huésped de permitir que el virus se multiplique más o menos fácilmente. “Para esto, utilizaremos un enfoque diferente. Normalmente, se elige una proteína o un gen que puede tener un papel importante y, en función de esta selección, se investigan las acciones del virus. Con nuestro enfoque, vamos a rastrear en todo el genoma humano qué genes son importantes y qué proteínas codifican para, a partir de ahí, investigar su influencia en el ciclo viral ”, explica.

Según Mattar Cunha, con este enfoque es posible identificar genes y proteínas que aún no se han estudiado ampliamente y, por lo tanto, profundizar el conocimiento sobre cómo ocurre esta interacción.

Para seleccionar los genes más importantes, el grupo de investigadores utilizará una base de datos ya establecida para identificar factores críticos en el genoma humano para la infección y la replicación del SARS-CoV-2. La biblioteca CRISPRko está compuesta por 80 mil guías, diseñadas para diferentes regiones de genes distintos del genoma (aproximadamente 18 mil genes) de una célula humana.

La biblioteca se construyó utilizando la técnica de edición de genes CRISPR / Cas9, una herramienta molecular que permite insertar o eliminar nucleótidos (bloques de construcción de material genético) e incluso genes enteros en el genoma. Cada una de las 80 guías corresponde a ubicaciones específicas en el genoma donde pueda dirigirse la enzima Cas9 para hacer la escisión (cortar parte) del ADN, como una operación de edición genética.

"Con el proceso de edición, es como si hubiera una mutación en la región, generando el llamado codón temprano de detención. Esto impide la transcripción de un gen específico, lo inactiva y, en consecuencia, no permite que se produzca una determinada proteína en la célula", afirmó.

Mattar Cunha señala que el nombre CRISPRko se refiere al uso de la enzima Cas9 para 'cortar' el genoma, que genera la eliminación [Ko] de un gen específico. "Nuestra expectativa es identificar de 40 a 100 genes, que de alguna manera estén relacionados con el proceso de replicación e infección", dice Mattar Cunha a Agência FAPESP.

Después de la detección, los investigadores infectarán las células epiteliales pulmonares (con el gen a estudiar activado o inactivado) con una cepa de SARS-CoV-2 y, por lo tanto, controlarán la participación de estos genes y proteínas en la replicación del virus.

“Al final de estas dos etapas, probablemente habremos establecido un conjunto de genes que juegan un papel importante en este ciclo de virus. Con eso, también será posible saber qué proteínas están involucradas en las diferentes etapas del ciclo, como cuando el virus hace que el ARN mensajero esté disponible dentro de la célula, o en el desarrollo de un nuevo núcleo de cápside que hará que rompa la membrana celular y llegue a otros células ", informa.

Paralelamente al trabajo de identificación de genes, los investigadores también están desarrollando dos cepas de cobayos transgénicos que, a diferencia de lo que sucede con especímenes sin modificación genética, se infectan con el nuevo coronavirus.

“Estamos desarrollando en el laboratorio estas cepas que pueden contribuir a diferentes líneas de investigación aquí en CRID. Después de rastrear el genoma y llevar a cabo los experimentos en cultivo celular, la expectativa es continuar las investigaciones en modelos animales”, dice.