Les technologies d'édition du génome sont devenues des outils précieux dans de nombreux aspects de la recherche scientifique, facilitant, par exemple, l'identification des gènes impliqués dans le développement ou la détermination des fonctions des protéines. Ils fonctionnent en créant des cassures dans le génome, qui sont ensuite réparées en rejoignant les extrémités de l'ADN. Des erreurs se produisent souvent au cours de ce processus, entraînant potentiellement des mutations avec perte de fonction. De plus, comme les deux brins d'ADN sont brisés, il offre la possibilité d'incorporer de nouvelles séquences d'ADN dans le génome.
Le système CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) / Cas (associé à CRISPR) est l'une de ces méthodes d'édition du génome. Il est devenu difficile de l'ignorer, ayant reçu une grande attention de la part de la communauté scientifique et des médias. Une histoire qui a reçu une couverture importante était l'approbation d'un laboratoire, basé à Londres, pour utiliser l'édition du génome CRISPR sur des embryons humains. Plusieurs articles ont également démontré le grand nombre d'applications potentielles de cette technique chez l'animal, par exemple, produire des bovins qui ne développent pas de cornes et évitent donc d'avoir à subir des procédures douloureuses pour les retirerLa raison d’un tel enthousiasme pour CRISPR est en partie due à sa simplicité et à son efficacité.
Le système CRISPR de type II ne nécessite qu'un ARNr crisp (ARNrc), un ARNr transactivateur (ARNrtrac) et une protéine Cas9. Les séquences d'ARN peuvent être fusionnées pour créer un ARN guide unique (ARNg). Celui-ci peut être reprogrammé en modifiant une région de 20 pb, appelée séquence d'espacement, afin de cibler la protéine Cas vers presque n'importe quelle région du génome, appelée protoespaceur. La protéine Cas9 reconnaît une séquence de reconnaissance de 3 pb dans le génome, appelée motif adjacent au protoespaceur (PAM). Cela lui permet de se lier et d'introduire une cassure dans la séquence d'ADN, exactement 3 pb en amont du PAM.Belhadj et al., 2013). Contrairement aux techniques alternatives d'introduction de cassures d'ADN, telles que TALEN, diverses régions génomiques peuvent être facilement ciblées en modifiant simplement les séquences d'ARN utilisées pour cibler la protéine Cas.
Une étude récente de Gao et al. (2016) a tenté de concevoir un moyen d'identifier efficacement les mutations héréditaires créées à l'aide de CRISPR/Cas9 dans la génération T2 de Arabidopsis. Actuellement, les techniques utilisées sont chronophages et laborieuses. En incluant une protéine fluorescente dans le plasmide CRISPR, sous un CRISPR / Cas9 Grâce au promoteur du vecteur, les auteurs ont pu facilement cribler les graines de la plante mutée qui exprimaient encore la protéine Cas9 grâce à des techniques de microscopie simples. Ceci est important pour déterminer si une mutation est héréditaire, car une plante T2 exprimant encore la construction CRISPR est susceptible d'être porteuse d'une mutation due à l'activité continue de Cas9 plutôt qu'à son héritage de la plante mère.
L'un des inconvénients majeurs du système CRISPR réside dans le nombre élevé de mutations hors cible qui peuvent être introduites. Il est donc important de déterminer avec précision si Cas9 Le gène Cas9 a été isolé, car les plantes qui continuent d'exprimer la protéine Cas9 sont beaucoup plus susceptibles de développer ces modifications indésirables ailleurs dans le génome. De plus, une expression continue pourrait conduire à des mutations somatiques faussement identifiées comme héréditaires, ce qui augmenterait considérablement le temps nécessaire au dépistage des plantes contenant les mutations dérivées de CRISPR/CasXNUMX dans les générations suivantes.
Plusieurs études ont rapporté une utilisation réussie de CRISPR/Cas9 dans les plantes (Bortesi et Fischer, 2015), mais peu d'accent a été mis sur le fait de s'assurer que la protéine Cas9 avait été isolée. Les études futures, en particulier celles qui nécessitent des mutations héréditaires, devraient se concentrer davantage sur les plantes contenant la mutation sans expression continue de la construction CRISPR/Cas9. Cela réduira considérablement le temps de dépistage des plantes contenant les mutations dérivées de CRISPR/Cas9 et réduira la probabilité de mutations hors cible ailleurs dans le génome. Actuellement, ce travail a été effectué en utilisant l'organisme modèle populaire Arabidopsis, mais il sera intéressant de voir si ces techniques peuvent être étendues pour être utilisées dans d'autres systèmes végétaux.
