CoachAs bactérias guardam fragmentos dos genomas dos fagos que infectaram seus ancestrais num arranjo de repetições (CRISPR), transcrevem-nos em RNAs-guia curtos e os usam para dirigir uma nuclease ao corte de qualquer DNA correspondente que entre na célula: um sistema imune adaptativo com memória genética. Em Streptococcus pyogenes a nuclease é a proteína única Cas9, que se liga a um RNA-guia e a um segundo RNA pequeno, procura no DNA um motivo adjacente ao protoespaçador de três bases (PAM, 5-NGG), desenrola o DNA adjacente e, se as vinte bases ao lado do PAM parearem com o guia, corta as duas fitas a três bases do PAM. Jinek, Charpentier, Doudna e colaboradores (2012) fundiram os dois RNAs num único RNA-guia único e mostraram que a Cas9 com um guia de sequência qualquer corta o DNA naquela sequência num tubo de ensaio; em menos de um ano o par já funcionava em células humanas, de camundongo, de peixe-zebra, de planta e de levedura. A edição de genomas é o que a célula faz com o corte: a junção de extremidades deixa uma pequena inserção ou deleção que rompe o gene (um nocaute numa única etapa, em qualquer organismo, em semanas), e a recombinação homóloga com um molde fornecido escreve ali uma sequência escolhida.
Exemplos
Exemplo 6.13 (Uma cura)
A doença falciforme é uma única troca de base na -globina. A hemoglobina fetal, feita de -globina, a substituiria, mas os genes são desligados depois do nascimento pelo repressor BCL11A. A primeira terapia CRISPR aprovada (2023) toma as células-tronco do sangue do próprio paciente, corta com a Cas9 o intensificador eritroide do BCL11A para que a junção de extremidades o inutilize na maioria das células, e devolve as células depois que a medula do paciente foi esvaziada: as hemácias que elas produzem são ricas em hemoglobina fetal, não falcizam, e as crises cessam. A edição é somática — a linhagem germinativa fica intocada e a mudança não é herdada — e usa o desfecho “grosseiro”, a ruptura, justamente onde a ruptura é o que se quer.