Technique CRISPR

Professeur Assistant Asra'a Adnan Abdul-Jalil Abdullah

Doctorat en Génie Génétique & Biotechnologie
Branche des Sciences de Laboratoire et Cliniques

Faculté de Pharmacie, Université d'Anbar, Ramadi, Irak

Email : sc.dr_asraa2017@uoanbar.edu.iq

La technique CRISPR/Cas 9 est l'un des nombreux outils d'édition génétique. Beaucoup privilégient la technique CRISPR/Cas9 en raison de son haut degré de flexibilité et de précision dans la coupe et le collage de l'ADN. L'une des raisons de sa popularité est qu'elle permet de réaliser de l'ingénierie génétique à une échelle sans précédent à un coût très bas. Ce qui la distingue des techniques d'ingénierie génétique précédentes, c'est qu'elle permet l'introduction ou la suppression de plus d'un gène à la fois. Cela permet de manipuler de nombreux gènes différents dans une lignée cellulaire, une plante ou un animal très rapidement, réduisant le processus de plusieurs années à quelques semaines. Elle est également différente en ce sens qu'elle n'est pas spécifique à une espèce, donc elle peut être utilisée sur des organismes auparavant résistants à l'ingénierie génétique.

Le terme "CRISPR" signifie "groupes de répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées" et son importance a été reconnue par l'attribution du Prix Nobel de Chimie à Jennifer Doudna et Emmanuel Charpentier le 7 octobre 2020. Ce qui est omis dans l'attribution du Prix, c'est le rôle significatif que de nombreuses autres personnes, y compris Virginijus Siksnys, ont joué pour aider à faire avancer le développement de l'édition génétique. Un palindrome, comme le mot "racecar," se lit de la même manière à l'endroit qu'à l'envers ; de même, dans une séquence palindromique, les bases d'un côté de l'échelle de l'ADN correspondent à celles de l'autre côté lorsque vous les lisez dans des directions opposées. 

 Par exemple, une séquence palindromique super simple pourrait ressembler à ceci : 

·   Côté 1 - GATC 

·   Côté 2 - CTAG 

CRISPR-Cas9 a été adapté d'un système d'édition génomique naturellement présent que les bactéries utilisent comme défense immunitaire. Lorsqu'elles sont infectées par des virus, les bactéries capturent de petits morceaux de l'ADN des virus et les insèrent dans leur propre ADN selon un motif particulier pour créer des segments connus sous le nom de matrices CRISPR. Les matrices CRISPR permettent aux bactéries de "se souvenir" des virus (ou de ceux qui leur sont étroitement liés). Si les virus attaquent à nouveau, les bactéries produisent des segments d'ARN à partir des matrices CRISPR qui reconnaissent et se fixent à des régions spécifiques de l'ADN des virus. Les bactéries utilisent ensuite Cas9 ou une enzyme similaire pour couper l'ADN, ce qui désactive le virus.

Les chercheurs ont adapté ce système de défense immunitaire pour éditer l'ADN. Ils créent un petit morceau d'ARN avec une courte séquence de "guide" qui se fixe (s'attache) à une séquence cible spécifique dans l'ADN d'une cellule, tout comme les segments d'ARN que les bactéries produisent à partir de la matrice CRISPR. Cet ARN guide s'attache également à l'enzyme Cas9. Lorsqu'il est introduit dans les cellules, l'ARN guide reconnaît la séquence d'ADN prévue, et l'enzyme Cas9 coupe l'ADN à l'emplacement ciblé, imitant le processus chez les bactéries. Bien que Cas9 soit l'enzyme la plus souvent utilisée, d'autres enzymes (par exemple Cpf1) peuvent également être utilisées. Une fois l'ADN coupé, les chercheurs utilisent le propre mécanisme de réparation de l'ADN de la cellule pour ajouter ou supprimer des morceaux de matériel génétique, ou pour apporter des modifications à l'ADN en remplaçant un segment existant par une séquence d'ADN personnalisée.

L'édition du génome suscite un grand intérêt dans la prévention et le traitement des maladies humaines. Actuellement, l'édition du génome est utilisée dans des cellules et des modèles animaux dans des laboratoires de recherche pour comprendre les maladies. Les scientifiques travaillent encore à déterminer si cette approche est sûre et efficace pour une utilisation chez les personnes. Elle est explorée dans des recherches et des essais cliniques pour une grande variété de maladies, y compris des troubles à gène unique tels que la fibrose kystique, l'hémophilie, et la drépanocytose. Elle promet également un traitement et une prévention de maladies plus complexes, telles que le cancer, les maladies cardiaques, les maladies mentales et l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH).

Mots-clés : Biotechnologie, Ingénierie génétique, Bioinformatique.

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