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Biologie · Glossaire

Qu'est-ce que « CRISPR–Cas9 » ?

Définition 6.11 Biologie universitaire — 3e année · Chapitre 6 — Génie génétique et biotechnologies

Les bactéries conservent dans un réseau de répétitions (CRISPR) des fragments des génomes de phages qui ont infecté leurs ancêtres, les transcrivent en courts ARN guides et s’en servent pour diriger une nucléase sur tout ADN correspondant qui entre dans la cellule : un système immunitaire adaptatif doté d’une mémoire génétique. Chez Streptococcus pyogenes la nucléase est la protéine unique Cas9, qui fixe un ARN guide et un second petit ARN, cherche dans l’ADN un motif adjacent au protospaceur de trois bases (PAM, 5′'-NGG), déroule l’ADN voisin et, si les vingt bases qui jouxtent le PAM s’apparient au guide, coupe les deux brins à trois bases du PAM. Jinek, Charpentier, Doudna et leurs collègues (2012) ont fusionné les deux ARN en un unique ARN guide simple et montré que Cas9, munie d’un guide de séquence quelconque, coupe l’ADN à cette séquence dans un tube à essai ; en un an on avait montré que le couple fonctionne dans des cellules humaines, murines, de poisson-zèbre, de plante et de levure. L’édition du génome est ce que la cellule fait de la coupure : la jonction d’extrémités laisse une petite insertion ou délétion qui interrompt le gène (une invalidation en une étape, chez n’importe quel organisme, en quelques semaines), et la recombinaison homologue avec une matrice fournie y écrit une séquence choisie.

Cas9 et son guide. La protéine se fixe à un PAM, déroule l’ADN qui le jouxte et coupe si les vingt bases s’apparient à l’ARN guide. La cassure est réparée soit par jonction d’extrémités, qui interrompt le gène, soit par recombinaison avec une matrice, qui le réécrit.
Cas9 et son guide. La protéine se fixe à un PAM, déroule l’ADN qui le jouxte et coupe si les vingt bases s’apparient à l’ARN guide. La cassure est réparée soit par jonction d’extrémités, qui interrompt le gène, soit par recombinaison avec une matrice, qui le réécrit.

Exemples

Exemple 6.13 (Une guérison)

La drépanocytose est un changement d’une seule base de la β\beta-globine. L’hémoglobine fœtale, faite de γ\gamma-globine, y suppléerait, mais les gènes γ\gamma sont éteints après la naissance par le répresseur BCL11A. La première thérapie CRISPR autorisée (2023) prélève les cellules souches sanguines du patient, coupe par Cas9 l’amplificateur érythroïde de BCL11A de sorte que la jonction d’extrémités le désactive dans la plupart des cellules, et rend les cellules après que la moelle du patient a été vidée : les globules rouges qu’elles produisent sont riches en hémoglobine fœtale, ne falciforment pas, et les crises cessent. L’édition est somatique — la lignée germinale n’est pas touchée et le changement ne s’hérite pas — et elle emploie l’issue « grossière », l’interruption, là où l’interruption est ce que l’on veut.

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