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Quel est CRISPR/Cas9 ?

Vers la fin des années 1980 et du milieu des années 90, les génomes de diverses lignées des bactéries et les archéobactéries (ce dernier représentant un domaine des micros-organismes procaryotiques unicellulaires) ont indiqué des boîtiers des répétitions palindromiques courtes régulièrement interspaced, connus aujourd'hui sous l'abréviation CRISPR. Plus tard on l'a constaté que ceux-ci répètent la part de séquences (précédemment considérées disparates) un ensemble de fonctionnalités courant.

En 2005, une tige entre les choix de CRISPR et la protection de l'hôte contre envahir les éléments génétiques a été déterminée, qui ont amplifié une myriade d'études génétiques et biochimiques explorant les détails compliqués de ce barrage génétique complexe. Ceci a à leur tour mené à la découverte des protéines (Cas) CRISPR-associées, qui sont (à côté des répétitions, des espaceurs et des séquences de tête partiellement économisées) les composantes fonctionnelles essentielles de ce type étonnant de système immunitaire adaptatif.

Aujourd'hui, CRISPR/Cas9 est avec succès adapté pour la retouche de génome des organismes variés, offrant une technique révolutionnaire pour des chercheurs autour du monde. Il offre un certain nombre d'avantages par rapport à d'autres approches de retouche de génome (telles que les effecteurs et les doigts à zinc comme un activateur de transcription).

Opérations d'action de CRISPR-CAS

Car c'est le cas avec d'autres types de systèmes immunitaires, fonction système de CRISPR-CAS selon le principe de la discrimination « auto--nonself ». En bref, l'objectif est de comporter des extraits de l'ADN étranger (également connu sous le nom d'espaceurs) à un lieu de CRISPR entre une suite de répétitions courtes, suivie de la transcription des lieux et le traitement de ces transcriptions pour produire de petit RNAs (crRNAs), qui guident par la suite les endonucléases qui visent l'ADN de envahissement.

Par conséquent l'action du système de CRISPR-CAS est habituellement divisée en trois opérations. Une première étape est la phase d'acquisition où l'étranger ADN est intégré dedans dans le génome bactérien, c.-à-d. l'adaptation de la constitution d'espaceur a lieu. Cas1 et Cas2 sont des protéines qui forment un pivotalement complexe quasi-autonome et économisé pour cette opération.

La deuxième opération est biogénèse de crRNA, où des lieux de CRISPR sont transcrits et transformés en ces petit RNAs. Elle a lieu en utilisant une endonucléase d'ARN complexe ou par un mécanisme alternatif avec de la RNase bactérienne II et une substance auxiliaire d'ARN. Des crRNAs matures peuvent être liés par une protéine de Cas (c'est où Cas9 vient pour jouer), mais également par plusieurs autres protéines de Cas, qui est la base de la catégorie de différents systèmes de CRISPR.

La troisième et finale opération est ADN ou interférence ARN, où la reconnaissance et la destruction de l'acide nucléique d'objectif a lieu par activité commune de crRNA et de protéines de Cas. Ces trois opérations forment un système autonome efficace qui peut avoir lieu dans une cellule individuelle, qui est un préalable aux organismes avec le comportement unicellulaire.

Catégorie des systèmes de CRISPR et le rôle de Cas9

Car il y a une pléthore de diverses protéines de Cas, de lieux de CRISPR, ainsi que de potentiel pour des événements horizontaux de transfert, la catégorie des systèmes de CRISPR-CAS est bien une tâche encombrante. La catégorie la plus utilisée généralement discerne trois types de système de CRISPR-CAS, chacun avec plusieurs sous-groupes. Une proposition récente d'un quatrième type est encore controversée à la communauté scientifique.

Le système de type 1 est déterminé par le cas de la protéine Cas3 de cachet, qui contient des domaines de dnaase et de hélicase employés pour dégrader l'objectif. Six sous-types de ce système ont été recensés, et sans compter que cas1, cas2 et cas3 les gènes, tous codez un composé comme une cascade qui grippe le crRNA et indique exactement l'objectif.

Le type - le système 2 est quelque peu seul par rapport aux autres systèmes de CRISPR-CAS, puisque seulement une protéine de Cas est réellement nécessaire pour l'amortissement de gène - ceci est la protéine Cas9. Il est impliqué dans le traitement des crRNAs, mais est également responsable de la destruction de l'objectif ADN. La simplicité de ce système le rend complaisant à la conversion pour la retouche de génome, qui est un inducteur rapidement de progrès qui excite les chercheurs biomédicaux autour du monde.

Le système du type 3 est déterminé par le cas de la protéine Cas10 de cachet, dont les fonctionnements ne sont toujours pas complet clairs. La spécificité de ce système de CRISPR-CAS a la possibilité pour viser l'ADN et l'ARN (alors que le type 1 et 2 systèmes visent seulement l'ADN). À côté du système de type 1, il peut trouver dans les bactéries et les archéobactéries semblables (par rapport à type - 2 systèmes qui sont trouvés exclusivement dans les bactéries).

Tous les systèmes mentionnés ci-dessus de CRISPR-CAS sont considérés des éléments génétiques mobiles qui montrent des transferts horizontaux fréquents, qui explique leur forte prévalence dans le monde procaryotique. Le degré de leur variabilité peut être employé comme borne de la diversité et de l'évolution de certaines espèces, et il peut également voir pendant qu'un dossier génétique des événements de « vaccination » (réfléchissant les changements des conditions environnementales au fil du temps).

Sources

  1. http://genesdev.cshlp.org/content/28/17/1859.full
  2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3694601/
  3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4025954/
  4. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300908415001042
  5. gcat.davidson.edu/.../...ation_of_the_CRISPR-Cas_systems-_Makarova.pdf
  6. international.neb.com/.../crispr-cas9-and-targeted-genome-editing-a-new-era-in-molecular-biology
  7. Fu Y, Reyon D, Joung JK. Retouche visée de génome en cellules humaines utilisant CRISPR/Cas Nucleases et guide tronqué RNAs. Dans : Doudna JA, Sontheimer EJ, éditeurs. L'utilisation de CRISPR/cas9, ZFNs, TALENs en produisant de l'altération spécifique de génome de site. Elsevier, 2014 ; Pp. 21-46.

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Last Updated: Apr 30, 2019

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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