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ANALES el primer listado de secuencias repetidas de diversos microorganis-
RANF mos, en el que incluía algunos elementos descritos en el genoma
de las mitocondrias de leguminosas (relacionado con el origen pro-
www.analesranf.com cariota de estos orgánulos subcelulares) (17). Hasta entonces, cada
grupo que reportaba secuencias repetidas de estas características
2. EL ORIGEN PROCARIOTA DE LOS SISTEMAS CRISPR-CAS las denominaba de una forma distinta. Pero en noviembre de 2001
Francis Mojica le propuso a Ruud Jansen una palabra: CRISPR
Realmente la historia de este Premio Nobel de Química (acrónimo en inglés de Clustered Regularly Interspaced Short Pa-
2020 se remonta al año 1987. Fue entonces cuando un equipo de lindromic Repeats) que inmediatamente hizo fortuna y se usó por
microbiólogos japoneses se percató de la existencia de unas curiosas primera vez en un artículo de Jansen en el que describía la existen-
repeticiones en el genoma de la proteobacteria Escherichia coli, es- cia de genes colindantes a las repeticiones, que intuía debían estar
paciadas por secuencias diversas (12). Cuatro años más tarde otros relacionados, y que, por ello, las proteínas codificadas se nombraron
microbiólogos holandeses también las reportaron en el genoma de como Cas (acrónimo en inglés de CRISPR associated protein) (18).
Mycobacterium tuberculosis, las micobacterias que causan la tuber-
culosis en personas y en animales (13). Pero no fue hasta 1993 La contribución esencial de Mojica para descifrar el signi-
cuando apareció el primer trabajo publicado de un microbiólogo ficado de las repeticiones CRISPR y de los espaciadores con secuen-
español, Francisco Juan Martínez Mojica, también conocido como cias únicas que había entre aquellas no tardaría en llegar. En verano
Francis Mojica, quien, desde la Universidad de Alicante, junto a su de 2003 Mojica se percató de que algunos espaciadores eran frag-
grupo de investigación, localizó estas mismas repeticiones y espa- mentos de genomas de virus que infectan a bacterias (bacteriófa-
ciadores en el genoma de otro procariota, de la arquea Haloferax gos). Y que, cuando esto sucedía, la bacteria que portaba ese
mediterranei, microorganismo habitual de las salinas, aislado an- fragmento del virus era resistente a la infección por ese mismo virus.
teriormente por su laboratorio en las Salinas de Santa Pola (Ali- Había encontrado la razón de ser de los sistemas CRISPR. Se trataba
cante). En esta primera publicación, Mojica describía repeticiones de un sistema inmunitario de los procariotas de base genética, de
similares a las reportadas por los equipos japoneses y holandeses, defensa contra los virus, que se podía transmitir entre generaciones
pero esta vez en una arquea (14). y que era adaptativo, pues al ir añadiendo fragmentos de nuevos
virus podía conferirles resistencia a las bacterias y arqueas a todos
A diferencia de los microbiólogos japoneses y holandeses, esos nuevos invasores. Le costó casi tres años encontrar una revista
Mojica se dio cuenta de la relevancia de que tres procariotas muy que publicara estos resultados sorprendentes, que la comunidad
alejados evolutivamente, y con hábitats tan dispares (intestinos, científica recibió con escepticismo e incredulidad, pero finalmente
pulmones y salinas, respectivamente), compartieran un patrón de aparecieron publicados en 2005 en la revista Journal of Molecular
repeticiones de secuencias en su ADN, en sus genomas. Descartada Evolution (19), convirtiéndose, años después, en su pasaporte para
por físicamente improbable la transmisión horizontal tan solo que- ser nominado también a los Premios Nobel, tal era la relevancia
daba suponer una evolución convergente en tres linajes, posible de su descubrimiento.
pero altamente improbable. O asumir que aquella insólita organi-
zación de un fragmento del ADN de todos estos microorganismos La explicación propuesta por Mojica para dar sentido fun-
respondiera a que lo habían heredado de un ancestro común. Sin cional a los sistemas CRISPR fue confirmada experimentalmente
embargo, la consulta del árbol filogenético de los procariotas su- dos años después, por dos investigadores Rodolphe Barrangou y
giere que el ancestro común más próximo de las tres especies era Philippe Horvath, y sus colaboradores, quienes pudieron llevar a la
verdaderamente las primeras células que aparecieron en nuestro práctica los experimentos que Mojica hubiera deseado hacer, con-
planeta, probablemente hace más de 3.500 millones de años. Y, de firmando que al añadir una nueva repetición CRISPR con un espa-
todo ello se deducía que una peculiar estructura genómica que se ciador derivado de un virus la bacteria se volvía resistente al mismo,
había mantenido tanto tiempo tenía que ser necesariamente fun- y al eliminar ese mismo espaciador se tornaba sensible a la infección
cionalmente relevante para estos seres vivos. Y por todo ello Francis (20).
Mojica decidió dedicar su carrera profesional a investigar cuál podría
ser la función de estas repeticiones de secuencias de ADN (15). Las contribuciones esenciales de Mojica al universo CRISPR
todavía tuvieron otra aportación fundamental al ponerle nombre
La primera idea de Mojica fue pensar que estas repeticio- a la secuencia que aparecía conservada justo al lado de la secuencia
nes podrían tener algo que ver con la replicación y la partición de de reconocimiento del fragmento del genoma del virus, que Mojica
replicones en la arquea Haloferax mediterranei (16), algo que des- denominó como motivo adyacente al protoespaciador, o PAM (acró-
pués se comprobó que no era una hipótesis correcta, aunque esta nimo en inglés de Protospacer Adjacent Motif ). Ese era el truco ge-
publicación recoge las primeras evidencias de que estas secuencias
repetitivas eran activas, se transcribían a ARN. Mojica siguió reco- Sesión científica celebrada el 26 de noviembre de 2020 para conmemorar
pilando la presencia de estos elementos repetidos en el genoma de
muchos procariotas cuya secuencia se empezaba a conocer y publicó 303los premios Nobel en fisiología o medicina y en química 2020
Juan Ramón Lacadena, Pablo Gastaminza, Lluis Montoliu
An. Real Acad. Farm. Vol. 86. Nº4 (2020) · pp. 287 - 310
