Nucléase à doigt de zinc (ZFN), une NBT en perte de vitesse

Fleur de tabac, espèce dont des variétés ont été modifiées grâce à des nucléases à doigt de zinc (ZFN)Les nucléases à doigt de zinc, ou Zinc Finger Nucleases (ZFN), sont des protéines dites « à doigt de zinc » auxquelles est associée une nucléase, le plus souvent FokI (la même qu’employée avec les TALENs). La particularité de ces protéines est qu’elles incorporent un ou plusieurs ions de zinc. Le complexe formé par la protéine avec ces ions permet de reconnaître des séquences de nucléotides (par série de trois). De cette manière, il est possible de cibler des séquences génétiques, puis grâce à l’action de la nucléase associée de procéder à une coupure du brin d’ADN.

 

Parmi les New Breeding Techniques, les ZFNs constituent l’une des plus anciennes techniques. Leur capacité d’édition génomique a été repérée dès le milieu des années 1990. Cette technologie s’avère fiable pour procéder à des opérations sur le génome. Pour éviter les effets hors-cible, c’est-à-dire les coupures non désirées du génome, les ZFNs cumulent deux sécurités.
Premièrement, en raison du faible nombre de nucléotides (trois) que chaque doigt de zinc est capable de reconnaître, il est nécessaire d’en associer plusieurs. Associer plusieurs doigts de zinc sert ainsi à s’assurer qu’une séquence suffisamment longue de paires de bases reconnues cible un point précis du génome.
Deuxièmement, deux ZFNs distinctes sont employées pour produire une coupure double-brin d’ADN, chacune reconnaissant une série précise de paires de bases. Or, pour que les nucléases opèrent, elles doivent dimériser, « s’associer ». Si les deux nucléases ne sont pas présentes sur des sections proches d’ADN, il ne se passe donc rien.
De cette manière, la coupure ne peut se produire que si les deux ZFNs ont identifié la bonne cible, à l’image de ce qui est représenté sur le schéma ci-dessous. Les mécanismes de réparation cellulaire agissent ensuite, conduisant à une :
- Inactivation d’un gène
- Mutation simple ou multiple d’un gène
- Insertion à un endroit précis du génome d’une nouvelle séquence de nucléotides

 

(Dana Caroll)

(Dana Caroll)

Cependant, la technologie ZFN tend à être moins employée, depuis la mise au point des techniques TALEN et CRISPR/Cas9. Ces dernières sont en effet plus simples à utiliser par les chercheurs, et surtout, coûtent moins chères, car plus rapides à produire et nécessitant des compétences moins pointues. De fait, les ZFN permettent les mêmes possibilités que ces nouvelles NBT.

 

La technique ZFN a déjà été utilisée pour développer de nouvelles variétés de :
- Soja plus résistant au stress hydrique (sécheresse)
- Tabac tolérant à un herbicide
- Maïs tolérant à un herbicide
- Pétunias dont l’apparence a été modifiée pour des raisons esthétiques

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