Edição de genoma é um tipo de engenharia genética em que o ADN é inserido, substituído, ou removido de um genoma utilizando nucleases modificadas artificialmente, ou "tesoura molecular". Ao contrário das técnicas de engenharia genética anteriores, em que o material genético era inserido aleatoriamente no genoma do hospedeiro, a edição do genoma direciona as inserções para locais específicos. O mecanismo básico envolvido nas manipulações genéticas realizadas por nucleases programáveis é o reconhecimento de loci genéticos alvo e a ligação de endonucleases de restrição (FokI e Cas) a quebras de cadeia dupla (DSBs) no ADN alvo, e a reparação de quebras de cadeia dupla por recombinação dirigida por homologia (HDR) ou união de extremidades não homólogas (NHEJ).
História A edição do genoma com nucleases de engenharia, uma poderosa ferramenta para entender a função biológica e revelar a causalidade, foi construída em um esforço conjunto pela academia e indústria de 1994 a 2010. O uso do CRISPR/Cas9 é a implementação de 2013 na "caixa de ferramentas" de edição genética.Genome Editing B.C. (Before CRISPR): Lasting Lessons from the “Old Testament” por Urnov Fyodor D., publicado em "The CRISPR Journal" Vol. 1, No. 1 (2018)
A estratégia de substituição baseada em recombinação homóloga nasceu nos anos 70 nos laboratórios de Gerry Fink e Ron DavisTransformation of yeast. por Hinnen A, Hicks J B, Fink G R. Proc Natl Acad Sci U S A 1978; 75:1929–1933. Crossref, MedlineReplacement of chromosome segments with altered DNA sequences constructed in vitro. por Scherer S, Davis R W. Proc Natl Acad Sci U S A 1979;76:4951–4955.Crossref, Medline que mostraram que um gene de levedura pode ser substituído por um marcador selecionável e, portanto, eliminado. Este método tornou-se uma fonte chave da "genética do fermento", e ao longo das três décadas subsequentes, a comunidade de pesquisa de leveduras o usa, entre outras coisas, para fazer uma coleção de alelos nulos e hipomórficosMuller, H. J. 1932. Further studies on the nature and causes of gene mutations. Actas do 6º Congresso Internacional de Genética, pp. 213–255. em todo o genoma do fermento, amplamente utilizado para reversão malhas genéticas.
Processo
Reparo de quebra de fita dupla A edição do genoma baseia-se no conceito de reparação de mecânica do DNA fita dupla pausa (DSB).
Engenharia de nucleases A chave para a edição do genoma é criar um DSB em um ponto específico dentro do genoma. As enzimas de restrição comumente usadas são eficazes no corte de DNA, mas geralmente reconhecem e cortam em vários locais. Para superar esse desafio e criar DSB específico do local, três classes distintas de nucleases foram descobertas e bioengenharia até o momento. Estas são as nucleases de dedo de zinco (ZFNs), nucleases efetoras como ativador de transcrição (TALEN), meganucleases e o sistema de repetições palindrômicas curtas e inter-espaçadas regularmente (CRISPR/Cas9).
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