Articulo de referencia

Rescate sintético

El rescate sintético (o recuperación sintética o viabilidad sintética cuando se rescata un fenotipo letal ) es una interacción genética en la que una célula que no es viable, es...

El rescate sintético (o recuperación sintética o viabilidad sintética cuando se rescata un fenotipo letal ) es una interacción genética en la que una célula que no es viable, es sensible a un fármaco específico o está dañada por la presencia de una mutación genética, se vuelve viable cuando la mutación original se combina con una segunda mutación en un gen diferente. La segunda mutación puede ser una mutación de pérdida de función (equivalente a una eliminación génica) o una mutación de ganancia de función .

El término rescate sintético deriva de letalidad sintética , donde la combinación de dos mutaciones conduce a la muerte celular (mientras que ninguna por sí sola es letal). [ 1 ] El rescate sintético es el proceso inverso: en lugar de causar letalidad, el segundo cambio genético rescata al organismo de los efectos nocivos del primero. [ 2 ]

Este fenómeno ocurre en la levadura Saccharomyces cerevisiae , donde una deleción del gen de la helicasa de ADN SRS2 compensa la letalidad y los defectos de reparación del ADN causados ​​por la pérdida del gen RAD54. [ 3 ]

El rescate sintético proporciona información sobre la función de los genes involucrados en interacciones intragénicas. [ 4 ] El rescate sintético también podría explotarse potencialmente para la terapia génica .

Tipos de supresión genética relevantes para el rescate sintético

Supresión mediada por la dosis

La sobreexpresión de un gen compensa una mutación con pérdida de función; por ejemplo, las copias adicionales de HIS4 rescatan la auxotrofia de his4 en la levadura.

supresión intergénica

Una mutación en un gen compensa la de otro; por ejemplo, la deleción de SRS2 rescata la letalidad de rad54 Δ en levaduras.

Supresión de derivación

Una mutación supresora activa una vía alternativa para sortear un defecto; por ejemplo, la deleción de EXO1 rescata a cdc13-1 deteniendo la degradación de los telómeros en levaduras mutantes. [ 5 ]

Posibles explotaciones del rescate sintético

Terapia contra el cáncer

Los principios de rescate sintético sustentan los tratamientos con inhibidores de PARP en cánceres con deficiencia de BRCA . Si bien la inhibición de PARP es letal sintéticamente con la pérdida de BRCA , las interacciones de rescate sintético, como la deleción de 53BP1 que restaura la viabilidad, revelan mecanismos de resistencia y objetivos alternativos. [ 6 ]

Biotecnología y biología sintética

  • Redundancia diseñada : Un estudio introdujo una mutación diseñada en una cepa de levadura industrial con vías redundantes. Rescate de ADH2 de levadura termosensible con defecto en el metabolismo de esteroles para mejorar la robustez de la ingeniería metabólica . [ 7 ]
  • Abordar la resistencia a los antibióticos : Otro estudio encontró que las E. coli con deleciones de recA se recuperan mediante mutaciones de lexA , lo que proporciona información para estrategias de lucha contra la resistencia mediante la focalización en redes compensatorias como las mutaciones de lexA . [ 8 ]

Iniciativas de la industria y la investigación

Se diseñó un rescate sintético en E. coli mediante la eliminación de sdhA y la compensación con mutaciones en icd con el propósito de rescatar vías metabólicas letales, con el objetivo de ampliar el alcance de la ingeniería a escala genómica y desarrollar tecnologías de plataforma para la producción bioquímica sostenible. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. Schäffer, Alejandro A.; Chung, Youngmin; Kammula, Ashwin V.; Ruppin, Eytan; Lee, Joo Sang (enero de 2024). "Un análisis sistemático del panorama de la oncología de precisión impulsada por la letalidad sintética" . Med . 5 (1): 73–89.e9. doi : 10.1016/j.medj.2023.12.009 . PMID 38218178 . 
  2. Zhu, Sen-Bin; Jiang, Qian-Hu; Chen, Zhi-Guo; Zhou, Xiang; Jin, Yan-ting; Deng, Zixin; Guo, Feng-Biao (8 de junio de 2023). "Mslar: base de datos de rescate y letalidad sintética microbiana" . PLOS Biología Computacional . 19 (6) e1011218. Código Bib : 2023PLSCB..19E1218Z . doi : 10.1371/journal.pcbi.1011218 . ISSN 1553-7358 . PMC 10284384 . PMID 37289843 .   
  3. ^ Wan, Yue; Qu, Kun; Ouyang, Zhengqing; Kertész, Michael; Li, junio; Tibshirani, Robert; Makino, Débora L.; Nuez, Robert C.; Segal, Eran; Chang, Howard Y. (26 de octubre de 2012). "Medición de todo el genoma de las energías de plegamiento del ARN" . Célula molecular . 48 (2): 169– 181. doi : 10.1016/j.molcel.2012.08.008 . ISSN 1097-4164 . PMC 3483374 . PMID 22981864 .   
  4. Zhu, Sen-Bin; Jiang, Qian-Hu; Chen, Zhi-Guo; Zhou, Xiang; Jin, Yan-ting; Deng, Zixin; Guo, Feng-Biao (8 de junio de 2023). "Mslar: base de datos de rescate y letalidad sintética microbiana" . PLOS Biología Computacional . 19 (6) e1011218. Código Bib : 2023PLSCB..19E1218Z . doi : 10.1371/journal.pcbi.1011218 . ISSN 1553-7358 . PMC 10284384 . PMID 37289843 .   
  5. ^ Wan, Yue; Qu, Kun; Ouyang, Zhengqing; Kertész, Michael; Li, junio; Tibshirani, Robert; Makino, Débora L.; Nuez, Robert C.; Segal, Eran; Chang, Howard Y. (26 de octubre de 2012). "Medición de todo el genoma de las energías de plegamiento del ARN" . Célula molecular . 48 (2): 169– 181. doi : 10.1016/j.molcel.2012.08.008 . ISSN 1097-4164 . PMC 3483374 . PMID 22981864 .   
  6. Zlotorynski, Eytan (agosto de 2016). "El lado oscuro de p21" . Nature Reviews Cancer . 16 (8): 481. doi : 10.1038/nrc.2016.78 . ISSN 1474-1768 . PMID 27417653 .  
  7. Nelson, Shane R.; Dunn, Andrew R.; Kathe, Scott D.; Warshaw, David M.; Wallace, Susan S. (2014-05-20). "Dos familias de glicosilasas exploran difusamente el ADN utilizando un residuo en cuña para sondear e identificar bases dañadas oxidativamente" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 111 (20): E2091– E2099. Bibcode : 2014PNAS..111E2091N . doi : 10.1073/pnas.1400386111 . PMC 4034194. PMID 24799677 .  
  8. Cirz, Ryan T.; Chin, Jodie K.; Andes, David R.; Crécy-Lagard, Valérie de; Craig, William A.; Romesberg, Floyd E. (2005-05-10). "Inhibición de la mutación y lucha contra la evolución de la resistencia a los antibióticos" . PLOS Biology . 3 (6) e176. doi : 10.1371/ journal.pbio.0030176 . ISSN 1545-7885 . PMC 1088971. PMID 15869329 .   
  9. Ni, Bin; Colin, Remy; Sourjik, Victor (2021-06-18). "Producción y caracterización de minicélulas bacterianas móviles y quimiotácticas" . ACS Synthetic Biology . 10 (6): 1284– 1291. doi : 10.1021/acssynbio.1c00012 . ISSN 2161-5063 . PMC 8218304. PMID 34081866 .