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Première édition de gènes réussie dans Lizard à l'aide de la technologie CRISPR

LES SCIENCESLA BIOLOGIEPremière édition de gènes réussie dans Lizard à l'aide de la technologie CRISPR

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 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 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 le développement et le test d'un moyen d'utiliser pour la première fois l'édition de gènes CRISPR-Cas9 chez les reptiles. 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 la désactivation du gène tyrosinase et le succès du processus d'édition du gène. Étant donné que la progéniture contenait le gène modifié 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, il muté les gènes paternels. Ainsi, les lézards albinos mutants présentaient une tyrosinase manipulée dans les gènes hérités de la mère et du père, car l'albinisme est 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.

***

{Cette étude est actuellement soumise à un examen par les pairs. Vous pouvez lire la version pré-imprimée en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Rasys AM et al. 2019. Préimpression. Modification du gène CRISPR-Cas9 chez les lézards par microinjection d'ovocytes non fécondés. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446

Équipe SCIEU
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