Ryan haciendo realidad sus sueños científicos en el proyecto de edición genética del campus

La estudiante de química Cassidy Ryan pasó este verano en el campus utilizando técnicas de edición de genes para modificar los genes de organismos vivos con la esperanza de mejorar su comprensión de la función genética, un proyecto respaldado por donaciones de exalumnos.

Con un gran interés en las ciencias y las matemáticas, Cassidy Ryan siempre ha deseado una carrera como científica. Esas aspiraciones se están volviendo posibles gracias a la investigación de pregrado y las empresas académicas en Rose-Hulman.

La estudiante de química junior (con una especialización en ingeniería química) pasó este verano utilizando técnicas de edición de genes para modificar los genes de organismos vivos con la esperanza de mejorar su comprensión de la función de los genes. Descubrir este conocimiento también puede permitir a los científicos desarrollar formas de tratar una variedad de enfermedades genéticas o adquiridas y tener un impacto en la agricultura y la biotecnología.

Dentro del Laboratorio de Proyectos Especiales del Departamento de Ingeniería Química de Olin Hall, Ryan ha estado utilizando el sistema de edición del genoma más utilizado, CRISPR/Cas9, para cortar la secuencia de ADN de un organismo, permitiendo la eliminación del ADN existente y la inserción de ADN de reemplazo.

El proceso de edición de genes de varios pasos comienza con la introducción de la enzima nucleasa Cas9 y el ARN guía a las células. El ARN guía se une a una secuencia de ADN específica, que le indica a la enzima Cas9 exactamente dónde cortar el ADN. En el sitio del corte, el ADN original puede reemplazarse con ADN nuevo durante la reparación, lo que permite cambios en un organismo que podrían ayudar, por ejemplo, a desarrollar cultivos más nutritivos o erradicar enfermedades infecciosas.

"Es un desafío crear nuevos protocolos en esta área relativamente nueva de la ciencia", reconoció la profesora asociada de Ingeniería Química Irene Reizman, PhD, quien también es la Cátedra Alfred R. Schmidt para la Excelencia en la Enseñanza. Como asesora académica de la facultad de Ryan, pensó que un proyecto de investigación de verano en su laboratorio sería una gran oportunidad educativa. El laboratorio cuenta con estudiantes universitarios que desarrollan biosensores de células completas para reducir la formulación de subproductos en fermentaciones industriales y otras aplicaciones.

Ryan estaba listo para el desafío y afirmó: “Esto es lo que me encanta hacer: meterme en la ciencia. Cuando el Dr. Reizman me habló de este proyecto, no podía esperar para empezar”.

Fueron necesarios cinco intentos para lograr un avance significativo cuando amplificó con éxito moléculas de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa y luego verificó que eran correctas separándolas mediante corriente eléctrica, un proceso llamado electroforesis.

"Una vez que completé la preparación para la investigación, supe que tenía algo y que estaba en camino", dijo Ryan, vestido con una bata blanca de laboratorio y guantes azules desechables mientras trabajaba en el laboratorio en las siguientes etapas del proyecto. “Me gusta trabajar, solucionar problemas y obtener conexiones óptimas para los diferentes pasos. Tomo las cosas paso a paso, un día a la vez. Si hay más éxitos que fracasos y se avanza, estoy satisfecho”.

Este proyecto de investigación de edición genética cuenta con el apoyo de un fondo de investigación en ingeniería química proporcionado por el alumno de ingeniería química de 1968 Cecil Witherbee y su esposa, Sherry. El fondo apoya a otros estudiantes de ingeniería química en proyectos de verano. Los estudiantes anteriores publicaron artículos de investigación en revistas académicas y participaron en conferencias de pregrado, lo que sentó las bases para asistir a la escuela de posgrado.

El interés de Ryan por la ciencia se desarrolló temprano cuando era estudiante de secundaria en Hoffman Estates, Illinois, un suburbio de Chicago. En su primer año, hizo su primera visita a Rose-Hulman después de conocer la reputación del instituto como líder nacional en educación universitaria de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.

“Mi papá dijo que necesitaba visitar Rose-Hulman ya que era muy apreciada como una universidad STEM. Quedé impresionada y no podía esperar para aprovechar cada oportunidad para regresar de visita”, comentó. "Siempre he sido una persona con mentalidad científica y matemática y sabía que Rose-Hulman era una buena opción para mí".

También ayudó que Ryan tuviera la oportunidad de jugar en el equipo de fútbol Fightin' Engineers, donde ha sido ganadora de una carta universitaria durante dos años en la posición de defensa exterior. También participa en la hermandad de mujeres Delta Delta Delta y ayuda a supervisar la gestión del Centro de Deportes y Recreación para actividades estudiantiles e intramuros.

"Mi investigación de verano es otra parte importante de mi viaje", dijo Ryan, quien planea continuar trabajando en el proyecto de edición genética durante el año escolar 2023-24. El proyecto puede ayudarla a obtener futuras oportunidades de investigación, posiblemente a través de Experiencias de investigación para estudiantes universitarios patrocinadas por la Fundación Nacional de Ciencias, y luego unirse a un programa de investigación en la escuela de posgrado.