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Los loci CRISPR

1987
  • Yoshizumi Ishino
Biólogo molecular analizando datos de loci CRISPR en un ordenador en un laboratorio.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El CRISPR, un acrónimo Las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y espaciadas regularmente (SRSR, por sus siglas en inglés) se observaron por primera vez en el genoma de E. coli en 1987. Estos loci genéticos consisten en secuencias cortas de ADN repetidas, separadas por secuencias espaciadoras únicas derivadas de elementos genéticos externos. Inicialmente denominadas SRSR, su función biológica era desconocida, pero su estructura única sugería un papel importante, aunque misterioso, dentro de los genomas procariotas.

The initial discovery of what would later be named CRISPR was an incidental finding during the sequencing of the IAP gene in Escherichia coli. Researchers led by Yoshizumi Ishino at Osaka University noticed an unusual series of 29-nucleotide repeats, partially palindromic, arranged in a cluster. These repeats were separated by non-repetitive, unique sequences of 32 nucleotides, which were later termed ‘spacers’. This peculiar structure was unlike anything previously described in bacterial genomes. At the time, DNA sequencing was a laborious process, and the function of these repeats was a complete mystery. The authors noted the structure in their publication but could not assign a biological role to it.

Posteriormente se identificaron estructuras similares en una amplia gama de otras bacterias y arqueas, lo que indicaba que se trataba de una característica común de los genomas procariotas. La estructura consistente —con repeticiones y espaciadores alternados— y la conservación de las secuencias repetidas dentro de una misma especie sugerían una importancia funcional. La naturaleza palindrómica de las repeticiones indicaba el potencial para formar estructuras secundarias como horquillas en los transcritos de ARN, una característica común en los elementos reguladores. Sin embargo, la clave de la función de CRISPR® residía en la naturaleza única de las secuencias espaciadoras, un enigma que no se resolvería hasta más de una década después. Este descubrimiento fundamental, basado en la observación, sentó las bases esenciales para toda la investigación posterior sobre el papel del sistema CRISPR-Cas® en la inmunidad adaptativa y su eventual aplicación en biotecnología.

UNESCO Nomenclature: 2417
- Biología molecular

Tipo

Descubrimiento biológico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN
  • Desarrollo de la secuenciación de Sanger para la lectura de secuencias de ADN
  • avances en técnicas de clonación molecular
  • comprensión básica de la genética bacteriana y la organización del genoma

Aplicaciones

  • análisis filogenético de cepas bacterianas
  • tipificación de cepas bacterianas
  • Descubrimiento fundamental que conduce a la comprensión de la inmunidad adaptativa procariota.
  • Base para el desarrollo de la tecnología de edición genética CRISPR-cas

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Desarrollo de almacenamiento de datos basado en ADN utilizando secuencias espaciadoras sintéticas
  • creation of bacterial ‘vaccination records’ to track historical pathogen exposure in environmental samples
  • Ingeniería de bacterias con matrices CRISPR personalizadas para que actúen como biosensores de ADN viral específico
  • using crispr loci patterns as high-resolution barcodes for tracking microbiano populations in complex ecosystems
  • Diseño de probióticos sintéticos que puedan adquirir y neutralizar plásmidos patógenos en el intestino.
  • creating a system for targeted bacterial cell death by introducing a crispr array that targets the host’s own genome
  • Utilizando la diversidad de repeticiones de CRISPR como herramienta para estudios evolutivos profundos de arqueas
  • developing crispr-based logic gates for synthetic biology circuits in bacteria
  • Ingeniería de matrices crispr para registrar eventos celulares mediante la adquisición de espaciadores específicos tras la activación de un promotor
  • Uso del análisis del contenido de espaciadores para mapear el viroma histórico de muestras microbianas antiguas preservadas en el permafrost
Relacionado con: CRISPR, repeticiones, espaciadores, E. coli, Yoshizumi Ishino, genética molecular, genoma procariota, secuenciación de ADN, repeticiones palindrómicas, SRSR.

Contexto histórico

Los loci CRISPR

1975
1977
1983
1987
1990
1990
1990
1973
1975
1979
1983
1988
1990
1990
1997

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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