ÉDITION DES GÉNOMES

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Une méganucléase complexée à de l’ADN

Une méganucléase complexée à de l’ADN
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Modes d’action des outils d’édition du génome

Modes d’action des outils d’édition du génome
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna

Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna
Crédits : Miguel Riopa/ AFP

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La révolution des outils d’édition des génomes

Cette démarche de construction de sites de reconnaissance programmés selon les besoins d’une expérience n’est pas à la portée de tous les laboratoires. Plusieurs autres systèmes d’édition des génomes ont donc été mis au point à partir de 2000 mais l’usage pratique de ces systèmes n’explose véritablement qu’à partir de 2012 : on passe alors d’une moyenne de 100 publications annuelles jusqu’à cette date, à 2 400 pour la seule année 2017. Ce développement brutal coïncide avec l’introduction en 2012 du système CRISPR-Cas9, d’emploi beaucoup plus facile que les autres.

Le principe d’action de ces outils moléculaires nouveaux est le même que pour les méganucléases. Il repose sur la reconnaissance par la protéine d’une longue séquence d’ADN, suivie par la coupure de l’ADN en un endroit précis déterminé par la séquence ou situé immédiatement à côté d’elle. Ces deux activités – reconnaissance et coupure – peuvent être portées par la même molécule. C’est le cas des méganucléases naturelles. Il n’en est pas de même pour les trois autres principaux systèmes d’édition : les nucléases « à doigts de zinc », les TALEN (transcription activator-like effector nucleases) et le système CRISPR-Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeat CRISPR-associated protein type 9). Ces trois derniers outils sont des protéines mono- ou polymériques, et le site de reconnaissance et le site de coupure sont portés par des protéines d’origine différente, raboutées par une construction moléculaire. Les outils d’édition « à doigts de zinc » sont des dimères dont les deux sous-unités sont constituées chacune par trois (ou davantage) fragments de protéines (domaines) issus de protéines dites « à doigts de zinc », protéines qui contrôlent normalement l’activité de certains gènes, ont de l’affinité pour des séquences précises de l’ADN et sont ainsi nommées parce que des atomes de zinc stabilisent leur structure. L’une des deux sous-unités reconnaît une séquence de 9 à 12 nucléotides, sur un brin de l’ADN, tandis que la seconde en reconnaît une [...]

Modes d’action des outils d’édition du génome

Modes d’action des outils d’édition du génome

Dessin

Le principe du mode d'action des  quatre principaux types d'enzymes d'édition des génomes est illustré sur le schéma.  La zone gris-bleu représente l'enzyme, qu'elle soit « naturelle » comme les méganucléases, ou construite à partir de fragments de protéines dans les autres cas. La... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Gilles SAUCLIÈRES, « ÉDITION DES GÉNOMES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/edition-des-genomes/