L’incroyable vidéo d’un morceau d’ADN découpé par l’outil d’édition génétique CRISPR-Cas9
Cette vidéo granuleuse et trop courte représente, en fait, un exploit scientifique, celui d’imager pour la première fois le processus de découpe d’un morceau d’ADN en temps réel avec le nouvel outil de manipulation génétique CRISPR-Cas9.
Et oui, les scientifiques ont prédit que cela devrait se passer de la sorte, mais ils ne l’avaient encore jamais vu. Et cela s’est passé exactement comme ils l’avaient prédit.
Refaisons tout d’abord un point CRISPR-Cas9.
Cette technique d’édition génétique (couper-coller) a fait parler d’elle ces dernières années. Il s’agit d’une famille de séquences répétées d’ADN qui fait partie du système immunitaire des bactéries.
Lorsque les CRISPR sont remplis d’ADN viral, ils le copient en de courtes séquences d’ARN appelées “ARN guide”. Les enzymes Cas9 vont suivre l’ARN guide à travers les cellules, et quand il trouve l’ADN qui correspond à l’ARN guide, elles le détruisent en le clivant, comme découpées avec une paire de ciseaux moléculaires.
En 2012, les scientifiques ont démontré le potentiel du système CRISPR-Cas9. En associant intentionnellement CRISPR avec un ADN spécifique, le système peut être utilisé pour l’édition très ciblée de génomes.
Cette technique fonctionne sur de nombreuses espèces et, jusqu’à présent, elle a été utilisée pour traiter une maladie génétique chez les souris, changer la couleur d’une fleur, éliminer le VIH chez les animaux vivants, ralentir la croissance des cellules cancéreuses, enlever d’embryons humains un gène qui engendre une maladie cardiaque…
Mais, aussi étrange que cela puisse paraître, la procédure du CRISR n’a jamais été observée. Les scientifiques savent que cela fonctionne, parce qu’ils obtiennent des résultats, mais le mécanisme fut, jusqu’à présent, essentiellement hypothétique. Ce qui se passe est tout simplement trop petit pour les méthodes d’imagerie actuelles.
Pour contourner ce problème, Nureki et son équipe ont utilisé une technique appelée microscopie à force atomique à grande vitesse. Un microscope à force atomique se compose d’une sonde très pointue sur l’extrémité libre d’un cantilever. La sonde s’abaisse vers la surface et la “caresse” encore et encore. Ce faisant, un laser détecte les légères modifications des fléchissements du canteliver lorsqu’il se déplace sur des surfaces surélevées. Ceux-ci sont enregistrés pour créer une image de ce que la sonde analyse.
Cette vidéo sera sans doute plus pertinente :
La vidéo qui nous intéresse et ci-dessous a été présentée à un groupe de scientifiques lors de la conférence CRISPR 2017 à Big Sky dans le Montana en juin, par le biologiste Osamu Nureki de l’université de Tokyo. L’un des chercheurs de l’équipe, Hiroshi Nishimasu, a posté la vidéo sur Twitter. La tache jaune est l’enzyme Cas9, les brins noirs sont de l’ADN. Il faut au CRISPR-Cas9 quelques secondes pour couper le brin d’ADN une fois qu’il s’y est rattaché.
Single-molecule movie of DNA search and cleavage by CRISPR-Cas9. pic.twitter.com/3NQxmbvzJF
— hnisimasu (@hnisimasu) 10 novembre 2017
L’étude publiée dans Nature Communications : Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9 visualized by high-speed atomic force microscopy.