Ce premier cas de manipulation génétique chez un lézard a créé un organisme modèle qui pourrait aider à mieux comprendre l'évolution et le développement des reptiles
CRISPR-Cas9 ou simplement CRISPR est un produit unique, rapide et pas cher gène outil d'édition qui permet d'éditer un génome en supprimant, ajoutant ou modifiant Dans l’ADN. L'acronyme CRISPR signifie 'Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats'. Cet outil est simple et plus précis que les méthodes précédentes utilisées pour l'édition Dans l’ADN.
L'outil CRISPR-Cas9 injecte aux organismes au stade zygote (une cellule) une construction d'ADN constituée (a) d'une enzyme Cas9 qui agit comme « ciseaux » et peut couper ou supprimer une partie de l'ADN, (b) l'ARN guide - une séquence qui correspond au gène cible et guide ainsi l'enzyme Cas9 vers l'emplacement cible. Une fois qu'une section cible d'ADN est coupée, la machinerie de réparation de l'ADN de la cellule rejoindra le brin restant et, ce faisant, fera taire le gène ciblé. Ou le gène pourrait être « corrigé » en utilisant une nouvelle matrice d'ADN modifiée dans un processus appelé réparation dirigée par homologie. Ainsi, l'outil CRISPR-Cas9 permet des modifications génétiques en injectant modification des gènes solutions dans un œuf fécondé unicellulaire. Ce processus provoque une altération génétique (mutation) dans toutes les cellules subséquentes qui sont produites, affectant ainsi la fonction des gènes.
Bien que CRISPR-Cas9 soit couramment utilisé chez de nombreuses espèces, notamment les poissons, les oiseaux et les mammifères, jusqu'à présent, il n'a pas réussi à manipuler génétiquement les reptiles. Ceci est principalement dû à deux barrières. Premièrement, les reptiles femelles stockent le sperme à long terme dans leur oviducte, ce qui rend difficile la détermination du moment exact de la fécondation. Deuxièmement, la physiologie des œufs de reptiles présente de nombreuses caractéristiques telles que des coquilles d'œufs pliables, une fragilité sans espace d'air à l'intérieur, ce qui rend difficile la manipulation des embryons sans provoquer de rupture ou de dommages.
Dans un article téléchargé sur bioRxiv le 31 mars 2019, des chercheurs ont signalé avoir développé et testé une méthode d'utilisation de CRISPR-Cas9. édition de gènes chez les reptiles pour la première fois. L'espèce de reptile choisie dans l'étude était une espèce tropicale lézard appelé Anolis sagrei ou plus communément l'anole brun qui est répandu dans les Caraïbes. Les lézards de l'étude ont été collectés dans une région sauvage de Floride, aux États-Unis. Cette espèce convient parfaitement à l'étude en raison de sa taille miniature, de sa longue saison de reproduction et de son délai moyen relativement court entre deux générations.
Pour surmonter les limitations auxquelles sont actuellement confrontés les reptiles, les chercheurs ont micro-injecté des composants CRISPR dans des œufs immatures non fécondés alors que les œufs étaient encore dans les ovaires des lézards femelles avant la fécondation. Ils ont ciblé le gène de la tyrosinase qui produit une enzyme qui contrôle la pigmentation de la peau chez les lézards et si ce gène est supprimé, le lézard naîtrait albinos. Ce phénotype de pigmentation claire a été la raison du choix du gène de la tyrosinase. Les œufs micro-injectés mûrissent ensuite à l'intérieur de la femelle et sont ensuite naturellement fécondés avec un mâle introduit ou du sperme stocké.
En conséquence, quatre lézards albinos sont nés quelques semaines plus tard, confirmant que le gène tyrosinase était désactivé et que le édition de gènes le processus a réussi. Étant donné que la progéniture contenait des gènes modifiés provenant des deux parents, il était clair que les composants CRISPR restaient actifs beaucoup plus longtemps dans l'ovocyte immature de la mère et qu'après la fécondation, ils mutaient les gènes paternels. Ainsi, les lézards albinos mutants présentaient une tyrosinase manipulée dans les gènes hérités de la mère et du père, l'albinisme étant un trait hérité des deux parents.
Il s'agit de la toute première étude à produire efficacement des reptiles génétiquement modifiés. La recherche pourrait fonctionner de la même manière chez d'autres espèces de lézards comme les serpents pour lesquels les approches actuelles ont jusqu'à présent échoué. Ce travail pourrait aider à mieux comprendre l'évolution et le développement des reptiles.
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Sources)
Rasys AM et coll. 2019. Préimpression. CRISPR-Cas9 Edition de gènes chez les lézards grâce à la microinjection d’ovocytes non fécondés. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
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