CRISPR/Cas9, la plus médiatisée des NBT

Complexe CRISPR/Cas9 appliqué à l'agricultureCRISPR/Cas9 est une méthode qui fait beaucoup parler d’elle depuis sa mise au point en 2012, et est devenue le symbole des NBT (New Breeding Techniques). Il s’agit en effet d’une technique d’édition génomique qui se caractérise par sa précision, sa facilité d’utilisation et son faible prix. De plus, l’une des co-découvreuses, Emmanuelle Charpentier, est française et pressentie depuis deux ans pour le Prix Nobel.

 

CRISPR/Cas9, une technique empruntée à la nature

 

Concrètement, CRISPR/Cas9 est l’utilisation par l’homme d’un mécanisme de défense employé par des bactéries contre les virus qui les attaquent, les bactériophages. Chez les bactéries, le système CRISPR permet d’identifier des portions de gènes caractéristiques d’un virus, auquel est couplé l’endonucléase Cas9, une enzyme qui permet de « couper » le brin d’ADN du virus. CRISPR-Cas9 permet donc d’identifier et d’agir sur un groupe de nucléotides précis, les éléments de base du codage de l’ADN (Adénine, Thymine…).

 

Utilisée par les chercheurs, CRISPR/Cas9 permet trois types d’action :
- Inactiver un gène
- Provoquer une mutation d’un gène
- Remplacer les nucléotides ciblés par d’autres


Pour parvenir à ces résultats, les scientifiques s’appuient, en complément de CRISPR/Cas9, sur la capacité de la cellule à réparer le brin d’ADN coupé. Cela peut aboutir à la perte des nucléotides coupés ou à une recombinaison des paires de bases qui ne produit aucun effet (inactivation). Il est aussi possible que la nouvelle combinaison de nucléotides créés par la cellule ait un effet (mutation). Enfin, les généticiens insèrent de nouvelles paires de bases qui vont être utilisées par la cellule pour reconstituer son génome, raison pour laquelle CRISPR/Cas9 est présentée comme une technique d’édition génomique. Du fait qu’elles s’appuient sur le système d’autoréparation de la cellule, ces modifications ne sont pas distinguables d’une mutation apparue spontanément.

 

La vidéo suivante de l’INSERM résume le mécanisme de CRISPR/Cas9 :

(INSERM)

Une technique récente mais au grand potentiel

 

Si CRISPR/Cas9 passionne autant, c’est en raison de la simplicité de mise au point et d’utilisation, car les molécules nécessaires pour former un complexe CRISPR/Cas9 sont aisément et rapidement synthétisables. La « programmation » de la cible est également plus simple que d’autres méthodes comme les TALENs ou les nucléases à doigt de zinc (voir « les NBT, c’est quoi ? »).
Cependant, CRISPR/Cas9 en est encore au stade de l’expérimentation. Précise, CRISPR/Cas9 n’est pas non plus parfaite. Subsiste pour l’heure, le risque d’effets « hors cibles », c’est-à-dire que le complexe CRISPR/Cas9 identifie dans le génome plusieurs « sites » ayant la même succession de nucléotides que celle pour laquelle il a été programmé. Dans ce cas, il agit en plusieurs points, ce qui pourrait entraîner d’éventuels effets inattendus. Cette limite de la technique fait l’objet d’une attention particulière. L’une des pistes les plus porteuses est de travailler à l’aide de la bioinformatique pour identifier des séquences de nucléotides uniquement spécifiques au gène que l’on veut modifier.

 

En pratique, dans le domaine agricole, seul un champignon de Paris a pour l’instant été modifié grâce à cette technique. En désactivant plusieurs gènes impliqués dans l’oxydation des tissus végétaux, la nouvelle variété dispose d’une durée de vie améliorée. Mais d’autres projets ont été annoncés :
- Mise au point d’une variété de concombre résistante aux potyvirus
- Création d’une variété de maïs résistante à la nécrose létale du maïs destiné à l’Est de l’Afrique
- Production d’un blé résistant à l’oïdium
- Développement d’un maïs tolérant au manque d’eau
- Amélioration des rendements d’une variété de maïs cireux

 

En agriculture, l’usage le plus évident de CRISPR/Cas9 est ainsi de développer la résistance des plantes aux maladies, réduisant en conséquence l’utilisation de produits phytosanitaires et garantissant les récoltes des agriculteurs. Par ailleurs, le faible prix d’utilisation de CRISPR/Cas9 rend la technique accessible au plus grand nombre, démultipliant le potentiel de création de nouvelles variétés végétales par les sélectionneurs de petite taille voire par des amateurs éclairés.

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