Au cours des dernières années, les ciseaux moléculaires Crispr-Cas9 ont révolutionné la génétique moléculaire. Mais voici qu’un nouvel outil, toujours basé sur le système bactérien Crispr, peut désormais supprimer de grands fragments du génome.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Interview 4/5 : risques et enjeux des OGM Avec la naissance des OGM et leur commercialisation apparaissent certaines questions. En effetnull

Crispr-Cas9 est un système d'édition génomiqueédition génomique qui permet aux scientifiques de couper et de modifier l'ADNADN en des endroits précis du génomegénome. Devenu un outil génétiquegénétique grâce aux chercheuses Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier, il a été au cœur de recherches controversées. Ainsi, en Chine, CrisprCrispr a été utilisé pour modifier des embryonsembryons humains, donnant même naissance à des bébés. Le système Crispr-Cas9 suscite des interrogations quant à la sûreté de la technique : il est parfois accusé de commettre des erreurs, de couper l'ADN au mauvais endroit, ce qui pose problème pour s'en servir d'outil thérapeutique.

Voir aussi

CRISPR-Cas9 : un risque de cancer identifié

De manière générale, les systèmes Crispr-Cas sont issus de bactériesbactéries qui les utilisent pour se protéger, en identifiant et en éliminant de l'ADN étranger. Ici, une équipe de chercheurs propose un nouvel outil, toujours inspiré du système bactérien Crispr, et qui se comporte un peu comme une « déchiqueteuse à ADN ». Ce nouveau système cible une zone précise du génome et supprime de grands fragments d'ADN.

Dans un article paru dans la revue Molecular Cell, les auteurs décrivent comment ils ont obtenu ce nouvel outil appelé « Crispr-Cas3 de type I ». Il provient de Thermobifida fusca, une bactérie du sol qui dégrade de la matièrematière organique végétale. Les outils Crispr de type I n'ont jamais été testés dans des cellules eucaryoteseucaryotes auparavant, alors qu'ils sont plus fréquents que les types II. Cas9 est un outil de type II.

Le complexe Crispr-Cas9 comprend l’enzyme Cas9 et un ARN (jaune) qui guide le système le long de l’ADN (violet). © Juan Gärtner, Fotolia
Le complexe Crispr-Cas9 comprend l’enzyme Cas9 et un ARN (jaune) qui guide le système le long de l’ADN (violet). © Juan Gärtner, Fotolia

De larges délétions dans le génome de cellules humaines

L'outil Crispr-Cas3 de type I comprend un complexe formé d'une ribonucléoprotéine appelée Cascade qui cherche sa cible, et d'une protéineprotéine Cas3, une nucléasenucléase qui découpe l'ADN. Le travail de purification des protéines a eu lieu à l'université Cornell. L'outil a été testé sur des cellules souches embryonnairescellules souches embryonnaires humaines, et un autre type de cellules appelées HAP1. L'équipe a réussi par cette méthode à supprimer des fragments ciblés de génome allant de quelques centaines de paires de bases à 100 kilobaseskilobases !

Dans un communiqué de l’université du Michigan, Yan Zhang, un des auteurs de cette recherche, a comparé Crispr-Cas3 avec « une déchiqueteuse d'ADN à moteur » : elle se déplace le long du génome et détruit au fur et à mesure l'ADN. « Cas9 est un ciseau moléculaire qui va où vous voulez et qui coupe une fois. Mais Cas3 va où vous le souhaitez, parcourt le chromosomechromosome et crée un spectrespectre de délétionsdélétions de plusieurs dizaines de kilobases. »

Cette découverte permettrait d'étudier le rôle de longs fragments non codants du génome, c'est-à-dire qui ne codent pour aucune protéine : en supprimant ces zones non codantes, on peut essayer de voir quelles sont les conséquences. Ce nouvel outil génétique supprime des parties du génome bien plus grandes que Crispr-Cas9.

Enfin, la séquence d'ARNARN nécessaire pour guider le système est plus longue dans ce nouvel outil que pour Crispr-Cas9. Aussi, il peut apparaître plus sûr : il y aurait moins de risques que les ciseaux coupent de l'ADN au mauvais endroit.