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Une nouvelle approche de CRISPR pourrait permettre une meilleure modification des gènes

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technique de crispr  Une nouvelle approche de CRISPR pourrait permettre une meilleure modification des gènes Crispr
(Crédit: science photo / Shutterstock)

Aujourd’hui, lorsque les chercheurs modifient des gènes avec CRISPR, leurs systèmes coupent un brin d’ADN en deux avant d’insérer un nouveau gène et de permettre aux mécanismes de guérison naturels d’une cellule de réparer le brin.

Dans l’ensemble, cette technique fonctionne bien, mais elle peut entraîner des erreurs et le taux de réussite varie en fonction du type de cellule. Les scientifiques sont à la recherche de meilleures versions de CRISPR depuis des années.

Des chercheurs de Harvard et du Broad Institute du MIT ont découvert une nouvelle protéine capable d’insérer des gènes personnalisés dans l’ADN sans le couper au préalable. Cette découverte pourrait aider à rendre les travaux d’édition de gènes futurs plus sûrs et plus efficaces, a déclaré l’équipe, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour rendre le système accessible aux humains.

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Le système CRISPR existe déjà à quelques variantes, mais il a toujours fonctionné en exploitant le mécanisme de défense naturel des bactéries contre les virus. Les bactéries prennent naturellement un fragment d’ARN d’un virus infectant et l’intègrent à leur propre génome afin qu’elles puissent se souvenir du virus et se protéger contre l’avenir. Le système utilisé à cette fin s’appelait CRISPR avant même de devenir un outil d’édition de gènes.

Mais en 2012, les chercheurs Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier ont développé une version de la protéine CRISPR appelée Cas9 qui pourrait être programmée pour couper et insérer des gènes à des points spécifiques du génome. C’est la base de la recherche CRISPR nous avons vu exploser ces dernières années.

La version Cas9 du système a parfois créé ce que l’on appelle des effets «hors cible», coupant des gènes par endroits sur le génome, ce n’était pas censé l’être. Les scientifiques ont débattu de la question de savoir si le risque posé par le pépin est énorme, mais c’est quand même un risque.

Le nouveau système CRISPR, publié jeudi dans Science, est basé sur une bizarrerie génétique qui promet d’éviter le problème de la coupe hors cible. Au lieu de couper les deux brins d’ADN pour faire son travail, la nouvelle méthode, appelée transposase associée à CRISPR (CAST), insère simplement un gène, aucun découpage en double brin n’est requis.

Crispr Sans Cuts

L’avancée provient d’une équipe comprenant le Feng Zhang du Broad Institute, l’un des co-découvreurs de CRISPR. Ils ont été inspirés par un type de gène appelé transposon, également appelé «gènes sauteurs». Son nom est approprié, car les transposons peuvent se déplacer dans nos génomes, se déplaçant dans les brins d’ADN qui constituent notre modèle.

Cela peut être utile, car les transposons peuvent aider à réparer les mutations, mais cela peut aussi être dangereux dans certaines situations, car les gènes qui sautent mal sont susceptibles de causer leurs propres mutations. Cependant, l’essentiel pour les chercheurs de la CRISPR est que les transposons puissent s’insérer dans notre ADN sans le briser.

Ils ont pris une protéine appelée transposase de deux bactéries, Scytonema hofmanni et Anabaena cylindrica, qui permet aux gènes de s’insérer dans le génome. Les chercheurs ont associé la protéine à une enzyme associée à CRISPR appelée Cas12k, qui la guide à l’endroit précis du génome où un gène doit être inséré.

Les chercheurs ont testé leur système CAST en Escherichia coli bactéries, et ils disent que c’est à la fois précis et efficace, et une amélioration par rapport aux techniques CRISPR existantes. Bien que la nouvelle technique n’ait pas encore été testée en dehors de bactéries, elle pourrait être prometteuse pour une nouvelle génération de systèmes d’édition de gènes plus intelligents et plus efficaces.

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