Malgré son efficacité déconcertante, le ciseau moléculaire CRISPR pouvait créer des mutations aux effets inconnus. Des scientifiques de l'université de Columbia ont mis au point un outil amélioré qui contournerait ce problème. Voici à quoi il ressemble.
[EN VIDÉO] Barbara McClintock, pionnière de la génétique Pionnière de la génétique, l'Américaine Barbara McClintock a multiplié les découvertes entre la fin des années 1920 et les années 1950 : le rôle des chromosomes dans l’hérédité, le « crossing-over », les gènes sauteurs, la régulation des gènes, l'épigénétique... En avance sur leur temps, ses travaux ont été rejetés… puis tous confirmés. Récompensée in extremis par un Nobel en 1983, elle fut de son vivant pleinement reconnue comme une des plus grandes biologistes. Mais si tardivement...
En 2012, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont révolutionné la génétique avec la description de l’outil CRISPR. Ce ciseau moléculaire permet de modifier une séquence génétique avec une facilité déconcertante. Des scientifiques de l'université de Columbia présentent Integrate, un outil amélioré qui reprend le principe de base de CRISPR. Les images d'Integrate en cryo-microscopie électronique ont fait l'objet d'une étude publiée dans Nature le 18 décembre 2019.
La différence entre Integrate et CRISPR est subtile. Le principe de base est le même : un complexe protéique scanne le génome à la recherche d'une séquence complémentaire d'un ARN guide choisi. Une fois la séquence repérée, le complexe s'y attache pour faire la modification génétique à l'aide d'une enzyme (Cas9 pour le cas le plus connu).
Là où le système CRISPR comptait sur les enzymes cellulaires, qui peuvent faire des erreurs et créer des mutations, pour réparer les morceaux d'ADN coupés, Integrate peut s'en passer grâce à une transposase. Cette enzyme, présente chez les bactéries, permet d'insérer des portions d'ADN dans le génome sans induire de mutations.
Une image obtenue grâce à la cryo-microscopie électronique
Pour obtenir l'image du complexe moléculaire, les scientifiques ont utilisé de la cryo-microscopie électronique. Derrière ce nom complexe se cache un principe simple : bombarder d'électrons (comme dans la microscopie électronique classique) des échantillons gelés dans de l'azote liquide. Ainsi la structure tridimensionnelle de la molécule est préservée et peut être observée.
Sur l'image informatique obtenue, la partie bleu foncé correspond au complexe ARN-protéine Cascade qui scanne le génome. La partie bleu clair correspond à TniQ, la transposase, qui insérera une « charge utile » génétique. Grâce à ce système, les scientifiques espèrent travailler sur des cellules n'ayant pas de mécanisme de réparation de l'ADN performant, comme les neurones.
