Vidéo: L'INGÉNIÉRIE DU GÉNOME, ENTRE ESPOIRS ET CRAINTES 2025
Récemment, des scientifiques ont trouvé un nouvel outil passionnant pour l'ingénierie de l'ADN. Le système CRISPR n'a rien à voir avec la conservation de vos légumes frais au réfrigérateur. C'est l'acronyme du plus récent système de manipulation de l'ADN génomique chez presque tous les animaux. Les chercheurs ont été en mesure d'éliminer ou d'éliminer des gènes, de réprimer l'expression des gènes et de réguler à la hausse les gènes pour augmenter l'expression grâce à la technologie CRISPR.
C'est une technique très flexible que les chercheurs peuvent utiliser pour modifier facilement l'expression des gènes afin de mieux comprendre leur fonction.
Qu'est-ce que CRISPR?
CRISPR est l'abréviation de Répétitions palindromiques courtes régulièrement groupées - un nom incroyablement ennuyeux pour une technologie passionnante. Pourquoi le nom ennuyeux? C'est parce que, quand ils ont été découverts à la fin des années 1980 dans les bactéries, personne ne savait ce que les courts tronçons d'ADN répétés séparés par des séquences d'ADN aléatoires étaient pour. Ils étaient juste une caractéristique étrange dans l'ADN génomique de certaines bactéries.
Il a fallu près de 20 ans avant que Jennifer Doudna, de l'Université de Californie, découvre que ces séquences correspondent à des parties de certains ADN viraux qui ont infecté la bactérie. Il s'est avéré que les séquences CRISPR étaient une sorte de système immunitaire pour les bactéries.
Comment fonctionne CRISPR?
Doudna et sa collaboratrice, Emmanuelle Chapentier, ont fini par comprendre que, lorsqu'elles étaient infectées par un virus, les bactéries qui avaient ces fragments d'ADN courts qui correspondaient à l'ADN viral les utilisaient pour produire l'ARN lié à l'ADN du virus envahisseur .
Ensuite, un deuxième morceau d'ARN fait à partir de l'ADN aléatoire qui a séparé les répétitions CRISPR a interagi avec une protéine appelée Cas9. Cette protéine cliverait l'ADN du virus et inactiverait le virus.
Les chercheurs se sont vite rendu compte qu'ils pouvaient exploiter cette capacité de CRISPR pour séparer des séquences d'ADN spécifiques afin d'éliminer des gènes.
Bien qu'il existe d'autres techniques, telles que les nucléases à doigt de zinc et TALENS qui peuvent être utilisées pour cibler et couper des endroits spécifiques dans l'ADN génomique, ces approches s'appuient sur des protéines volumineuses pour cibler les régions spécifiques de l'ADN. Il est difficile de concevoir et d'effectuer des modifications à grande échelle avec beaucoup de gènes en utilisant ces approches antérieures.
Qu'est-ce qui rend le CRISPR si utile?
Le système CRISPR ne repose que sur deux courtes séquences d'ARN: une qui correspond à la région ciblée de l'ADN et une seconde qui se lie à une protéine appelée Cas9. En fait, il s'avère que ces deux fragments d'ARN courts peuvent être combinés en une molécule d'ARN simple-guide à double fonction qui cible à la fois une séquence d'ADN spécifique et recrute la protéine de clivage Cas9.Cela signifie que la protéine Cas9 et un petit morceau d'ARN de 85 bases de long suffisent pour couper un ADN presque partout dans le génome. Il est relativement simple d'introduire de l'ADN pour produire un ARN mono- guide et la protéine Cas9 presque toutes les cellules faisant CRISPR généralement applicables. Toutefois, le ciblage pratique n'est pas le seul avantage de la technologie CRISPR par rapport aux autres doigts TALENS et zinc. Le système CRISPR est également beaucoup plus efficace que ces approches alternatives.
Par exemple, un groupe de Harvard a découvert que CRISPR supprimait un gène ciblé dans 51% à 79% des cas, alors que l'efficacité de TALENS était inférieure à 34%. En raison de cette haute efficacité, un autre groupe a été capable d'utiliser la technologie CRISPR pour éliminer directement les gènes chez les souris embryonnaires pour produire des souris transgéniques en une seule génération. L'approche standard nécessite quelques générations d'élevage pour obtenir la mutation dans les deux copies d'un gène ciblé.
Que peut faire CRISPR?
Outre la suppression d'un gène, certains groupes ont également réalisé que, avec quelques alternances, le système peut être utilisé pour d'autres types de manipulation génétique. Par exemple, au début de 2013, un groupe du MIT a montré que CRISPR peut être utilisé pour insérer de nouveaux gènes dans l'ADN génomique. Peu de temps après, un groupe de UCSF a utilisé une version modifiée du système appelé CRISPRi pour réprimer l'expression des gènes cibles dans les bactéries.
Plus récemment, un groupe de l'Université de Duke a également mis au point une variante du système pour activer des ensembles de gènes. Plusieurs groupes travaillent également avec des variantes de ces approches pour cribler un grand nombre de gènes à la fois afin de déterminer lesquels sont impliqués dans différentes réponses biologiques.
Le nouveau jouet brillant du génie génétique
Il est certain que ce nouvel outil pour le génie génétique suscite beaucoup d'enthousiasme et qu'il est urgent de l'appliquer à diverses applications. Cependant, certains défis doivent encore être surmontés et, comme c'est souvent le cas avec les nouvelles technologies, il faut un certain temps pour déterminer les limites. Les chercheurs de Harvard, par exemple, ont trouvé que le ciblage CRISPR peut ne pas être aussi précis qu'on le pensait initialement.
Les effets hors-cible du complexe CRISPR peuvent entraîner des changements involontaires lors de la modification de l'ADN. Malgré les défis, CRISPR a clairement montré un énorme potentiel pour faciliter l'altération de l'ADN génomique, ce qui aidera les chercheurs à comprendre plus rapidement comment fonctionnent les dizaines de milliers de gènes du génome humain. Cela seul a des implications importantes pour l'amélioration du traitement et du diagnostic de la maladie. En outre, avec un développement supplémentaire, la technologie elle-même peut être utile pour un nouveau type de thérapeutique. Cela pourrait fournir une nouvelle approche pour la thérapie génique. Cependant, ces progrès sont loin d'être. Pour l'instant, il est juste excitant de regarder le développement rapide de ce nouvel outil de recherche et de réfléchir aux types d'expériences qu'il peut permettre.
(Publié: 30 sept. 2013)
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