Des scientifiques découvrent un système similaire à CRISPR chez les animaux, une nouvelle façon d’éditer le génome
CRISPR-Cas9 est devenu le nom commun des outils de génie génétique au cours de la dernière décennie, mais il pourrait y avoir d’autres moyens plus efficaces. Des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) viennent de faire la démonstration d’une alternative appelée Fanzor, que l’on trouve naturellement chez les animaux et qui pourrait donc être mieux adaptée à l’usage humain.
Le système d’édition génétique CRISPR a été isolé à l’origine chez des bactéries, qui utilisent une enzyme appelée Cas9 pour couper une partie de l’ADN d’un virus et la stocker pour l’avenir, afin de les aider à combattre cette infection dans le futur. En 2012, des scientifiques ont fait la découverte, récompensée par le prix Nobel, que ce processus pouvait être détourné pour modifier l’ADN dans les cellules vivantes, ce qui a depuis été utilisé pour traiter des maladies, améliorer les cultures et modifier des bactéries pour qu’elles accomplissent des tâches importantes.
Malgré le succès de CRISPR, les scientifiques se sont demandé si d’autres systèmes similaires n’étaient pas à l’œuvre chez certains de nos proches parents, après tout, les bactéries sont aussi éloignées de nous qu’il est possible de l’être sur l’arbre de la vie. Aujourd’hui, des chercheurs du MIT ont découvert un groupe de protéines qui fonctionnent à peu près de la même manière, mais chez les animaux.
L’avancée a commencé avec les précédents travaux de l’équipe, lorsqu’une nouvelle classe d’enzymes coupant l’ADN, les OMEGA, a été identifiée chez des bactéries. Dans cette étude, les chercheurs ont relevé des similitudes entre les OMEGA et un groupe de protéines appelé Fanzor. Il est important de noter que les protéines Fanzor sont présentes chez les eucaryotes, le domaine de la vie qui comprend les animaux et, par conséquent, les êtres humains.
Image d’entête : la photo représente une carte Cryo-EM d’une protéine Fanzor (gris, jaune, bleu clair et rose) associée à un ω ARN (OMEGA, violet) et à son ADN cible (rouge). Un brin d’ADN non ciblé est en bleu. (laboratoire Zhang)
Dans cette nouvelle étude, l’équipe a isolé les Fanzor de champignons, d’algues, d’amibes et de palourdes, et elle a étudié leurs rôles biochimiques. Il s’est avéré que les protéines coupaient l’ADN en utilisant des segments d’ARN voisins appelés ARN ω (ARN oméga). C’est la première fois que ce type de mécanisme est découvert chez les eucaryotes.
Les chercheurs ont découvert que les protéines Fanzor sont codées à l’intérieur de « gènes sauteurs« , c’est-à-dire ceux qui peuvent se déplacer plus librement que les autres. Cela suggère qu’elles ont été transférées depuis des bactéries dans un très lointain passé.
Dans les tests suivants, les scientifiques ont examiné dans quelle mesure les Fanzors pouvaient fonctionner comme outils d’édition de gènes dans les cellules humaines. Il a été capable d’insérer et de supprimer des gènes à des endroits programmables du génome, avec une efficacité d’environ 18 %. C’est certes beaucoup moins que CRISPR, mais ce dernier a accumulé une dizaine d’années d’améliorations. D’autre part, Fanzor a surpassé CRISPR en termes de sélectivité, coupant l’ADN cible sans endommager les segments voisins.
Au total, l’équipe estime que les protéines Fanzor pourraient devenir un outil essentiel dans la boîte à outils de l’édition génétique, et sa découverte suggère qu’il en existe d’autres qui se cachent encore dans la nature.
L’étude publiée dans Nature : Fanzor is a eukaryotic programmable RNA-guided endonuclease et présentée sur le site du MIT : Researchers uncover a new CRISPR-like system in animals that can edit the human genome.
