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En sept ans à peine, Cas9 s’est révélé être un formidable éditeur de gènes, utilisé chez l’homme, les plantes, les animaux et les bactéries pour couper et assembler rapidement et avec précision l’ADN, transformant ainsi la biologie et ouvrant de nouvelles voies pour le traitement de la maladie.

Un nouvel éditeur de gènes appelé CRISPR/casX

Mais un nouveau venu, CasX, pourrait bien donner à Cas9 un coup de vieux. Découvert il y a deux ans par les scientifiques de l’Université de Berkeley, Jill Banfield et Jennifer Doudna, dans une des plus petites bactéries du monde, la protéine ressemblait à Cas9, mais elle était un peu plus petite (environ 40%): un gros avantage si vous essayez d’introduire un éditeur de gène dans une cellule.
Selon une étude publiée aujourd’hui dans Nature, CasX est en fait un éditeur de gènes puissant et efficace dans les bactéries et les cellules humaines. Son design est similaire à celui de Cas9 et de son cousin très étudié, Cas12, mais il est suffisamment différent pour qu’il semble avoir évolué dans une bactérie indépendamment des autres protéines Cas. Il peut couper de l’ADN double brin comme Cas9, peut se lier à l’ADN pour réguler des gènes et peut être ciblé sur des séquences d’ADN spécifiques comme d’autres protéines Cas.
De plus, parce qu’il provient de bactéries que l’on ne trouve pas chez l’homme – Banfield les a pris à partir d’une base de données de microbes trouvés dans les eaux souterraines et les sédiments – le système immunitaire humain devrait l’accepter plus facilement que Cas9. Certains médecins craignent que Cas9 ne provoque une réaction immunitaire chez les patients traités par CRISPR.

La protéine Cas9 offre plusieurs possibilités

«L’immunogénicité, la livraison et la spécificité d’un outil d’édition du génome sont toutes d’une importance vitale», a déclaré le coauteur principal Benjamin Oakes, ancien étudiant diplômé de l’Université de Berkeley et actuel boursier en entrepreneuriat de l’Innovative Genomics Institute. « Nous sommes enthousiasmés par CasX sur toutes ses possibilités. »
Les coauteurs principaux, Jun-Jie Liu et Natalia Orlova, ont utilisé un microscope à cryo-électron pour capturer des instantanés de la protéine CasX lors de la modification d’un gène. Sur la base de la composition et de la structure moléculaire uniques de la protéine, les chercheurs ont conclu que CasX avait évolué indépendamment de Cas9, ne partageant aucun ancêtre commun.
«La première chose qui se démarque est la manière dont les domaines très uniques remplissent des rôles similaires à ceux observés avec d’autres protéines de liaison à l’ADN guidées par l’ARN. La taille minimale de CasX, sans graisse sur les os, aide à démontrer clairement qu’il existe une recette de base utilisée par la nature », a déclaré Oakes. « Comprendre cette recette nous aidera à mieux évoluer et à concevoir des outils d’édition du génome à nos fins plutôt que de ceux de la nature. »

Le couteau suisse moléculaire

«L’aboutissement de la biochimie, de la modification du génome et des expériences de structure au sein de cette seule étude est un excellent exemple des efforts déployés par l’IGI», a déclaré Jennifer Doudna, directrice exécutive de l’IGI, professeur de biologie moléculaire et cellulaire à l’Université de Berkeley et un chercheur du Howard Hughes Medical Institute. «Nous ne cherchons pas simplement à découvrir la prochaine paire de ciseaux moléculaires. Nous voulons construire le prochain couteau suisse. »

Pourquoi ce nom CasX ?

Les scientifiques utilisent la lettre «X» pour désigner ce qui est mystérieux (comme les rayons X et le chromosome X, lorsque les deux ont été découverts pour la première fois).
Cette recherche a été financée par le programme de bourses de recherche en entrepreneurs de l’Innovative Genomics Institute, les National Institutes of Health, le Howard Hughes Medical Institute et la National Science Foundation.
Source : University of California – Berkeley

Des scientifiques découvrent un nouvel éditeur de gènes CRISPR/casXmartinBiologie
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