Pour quelque chose qui s'appelle "un nom familier pour les biologistes moléculaires», beaucoup d’entre vous n’ont probablement jamais entendu parler de CRISPR et ne savent pas pourquoi vous devriez être enthousiasmés (ou peut-être terrifiés). Il s’agit avant tout de thérapie génique et d’épissage avancés – et de concrétiser les idées de science-fiction. Voici une FAQ rapide sur la science derrière CRISPR et pourquoi le monde y prête une telle attention.
D'accord, qu'est-ce que CRISPR et que signifie-t-il ?
CRISPR fait référence à des séquences d’ADN inhabituelles qui aident à protéger les organismes en identifiant les menaces – notamment les virus – et en les attaquant. Le nom représente Courts regroupés régulièrement espacés Palindromique Répétitions. Oui, cela semble un peu ridicule, mais c’est en fait une description très précise si l’on regarde les séquences d’ADN elles-mêmes. Ils sont regroupés, espacés à intervalles clairs et, lorsqu'on leur attribue des valeurs de lettre, ils ressemblent à de courts palindromes se répétant encore et encore avec de légères variations.
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Les CRISPR ont été remarqués pour la première fois dans les années 1980, lorsque les scientifiques étudiaient le génome des archées et des bactéries. Même dans des génomes aussi relativement simples, les biologistes (notamment Francisco Mojica) ont commencé à remarquer ces séquences étranges qui semblaient se répéter de manière très spécifique, avec des espaces entre les deux. Les biologistes moléculaires étaient sûrs d'avoir un but unique, et la théorie dominante est rapidement devenue la défense virale, qui a finalement été prouvée en 2007 sous la direction de Philippe Horvath. Ce n’est cependant qu’au début des années 2010 que les chercheurs ont commencé à se passionner particulièrement pour le potentiel de CRISPR.
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Donc c'est juste un brin d'ADN ?
Oui et non. CRISPR est devenu un outil d’épissage, d’édition et d’expérimentation générale des gènes. Pour comprendre comment, il est important de comprendre d’abord le rôle des CRISPR dans les génomes et comment ils agissent pour protéger les organismes (généralement, comme nous l’avons mentionné, les bactéries). Une comparaison juste serait celle des télégraphes envoyant du code Morse. Chaque séquence est un message sur une attaque différente, et chaque espace est le STOP qui termine ce message. Si les métaphores ne sont pas votre truc, Harvard va beaucoup plus en profondeur.
Lorsqu’un organisme rencontre un virus nouveau et dangereux, il ne sait pas comment se protéger ou combattre le virus – il doit apprendre, tout comme le font la plupart des réponses immunitaires. Cela peut être délicat, car les virus attaquent directement l’ADN… mais cela les rend également vulnérables à certains égards. Les séquences CRISPR volent les brins clés de l’ADN du virus et les conservent dans ces petits messages en code Morse. Lorsqu’un virus similaire attaque à nouveau, CRISPR répond: « Oh, nous le reconnaissons: voici comment le vaincre! » Et il envoie le message en code Morse correspondant sur le champ de bataille.
Là, des petits soldats CRISPR appelés Cas – des enzymes produites spécifiquement pour cette mission et numérotées selon leur objectif – se lier à l’ADN viral et le trancher à son point faible, selon les informations codées dans le message. Cela arrête le virus et permet à l’organisme de se défendre avec succès.
…D'accord. Pourquoi est-ce encore important ?
Parce que – et il est difficile d’en sous-estimer l’importance – alors que CRISPR n’utilise que son télégraphe système de défense contre les virus, les scientifiques ont réalisé qu'ils pouvaient utiliser ce télégraphe pour communiquer rien. Arrêter un gène? Bien sûr (il n’est même pas nécessaire que ce soit un gène viral). Activer un gène? Pas de problème – il suffit de télégraphier les bonnes instructions aux soldats de l'enzyme Cas. CRISPR-Cas9 en particulier peut devenir un excellent outil pour découper, recombiner et généralement modifier l’ADN, à condition qu’il reçoive les bons messages.
Depuis des années, les scientifiques travaillent sur les moyens de contrôler Cas9 et, plus tard, sur le développement de petits guides d'ARN pour Cas9. des soldats et même des soldats supplémentaires appelés Cpf1, qui sont meilleurs en infiltration et en extraction sans risque de mutation. Comparés à cela, les outils anciens et encombrants de manipulation génétique ressemblaient à des clubs d’hommes des cavernes à côté de lasers chirurgicaux. C’est devenu une énorme nouvelle dans la communauté scientifique et a en fait déclenché plusieurs batailles entre différents groupes et chercheurs pour savoir qui méritait le mérite de quoi.
Jusqu'ici, tout va bien. Mais pourquoi est-ce si important dans le monde de la technologie ?
Parce que nous sommes actuellement au début d’une énorme explosion d’expérimentations CRISPR. Nos dispositifs médicaux et nos connaissances scientifiques ont atteint un point où nous pouvons mettre en pratique tout ce que nous avons appris de CRISPR et commencer à mener des expériences rapides et efficaces sur l’épissage des gènes. Pour ceux qui s'intéressent à l'avant-garde, La frange-dignes exploits de la science, c'est ici qu'il faut être.
Vraiment? Êtes-vous en train de dire que nous pouvons modifier n'importe quic'est de l'ADN maintenant ?
Bonne question. Nous n’en sommes pas encore là, mais plusieurs expériences prometteuses ont été menées. Un couple de singes a été produit avec des altérations génétiques spécifiques grâce à des mutations ciblées en utilisant les techniques CRISPR. L'objectif ici était d'identifier les problèmes génétiques avant la naissance et de perturber les gènes défectueux afin que ils ne peuvent pas faire de dégâts (c'était aussi un gros problème que cela fonctionne avec des singes au lieu de simplement avec souris). D'autres expériences ont montré que le procédé peut également être utilisé pour modifier en toute sécurité l'ADN pour résister à l'infection par le VIH.
Cependant, l'expérience la plus passionnante est en cours en Chine, où les scientifiques tentent d'utiliser les techniques CRISPR pour éliminer l'ADN endommagé des cellules de patients adultes vivants atteints d’un cancer du poumon. De nombreux regards sont tournés vers ce projet pour voir à quel point il est réussi.
Très bien: à quoi ressemble l’avenir de CRISPR ?
Nous avons beaucoup de travail à faire. Il convient de noter que les expériences mentionnées ci-dessus ont nécessité une longue période de recherche coûteuse et de très nombreux cas d’échec avant. le succès a été atteint – et même dans ce cas, apprendre à répéter ces expériences avec précision nécessitera beaucoup de travail et d’investissement.
Mais il s’agit plus de perfectionnement que de nouvelles découvertes: en d’autres termes, ce n’est qu’une question de temps avant que nous apprenions à utiliser suffisamment bien CRISPR pour en introduire des applications dans le monde médical. Lorsque cela commencera à se produire (et cela pourrait ne prendre que quelques années), bon nombre des questions théoriques que nous nous posons sur la manipulation génétique, designers debutants, les organismes militarisés, l’augmentation humaine et les systèmes de paiement pour guérir vont devenir bien plus que théoriques.
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