Ces dernières années, le développement des technologies CRISPR et des ciseaux d’édition de gènes en particulier ont pris le monde d’assaut. En effet, les scientifiques ont appris à exploiter ces systèmes naturels intelligents dans les industries biotechnologiques et pharmaceutiques, entre autres.



De nouvelles recherches de l’Université de Copenhague montrent que nous ne sommes pas les premiers à trouver un moyen d’exploiter les avantages de la technique CRISPR. Apparemment, les parasites bactériens primitifs le font depuis des millions d’années.

Les chercheurs ont étudié le moins décrit et le plus énigmatique des six systèmes CRISPR-Cas trouvés dans la nature – CRISPR-Cas de type IV. Ici, ils ont découvert des caractéristiques totalement différentes de celles des autres systèmes.



Redéfinir CRISPR

« Jusqu’à récemment, CRISPR-Cas était considéré comme un système de défense utilisé par les bactéries pour se protéger contre les parasites envahisseurs tels que les virus, tout comme notre propre système immunitaire nous protège. Cependant, il semble que CRISPR est un outil qui peut être utilisé à des fins différentes par diverses entités biologiques « , selon Rafael Pinilla-Redondo, 28 ans, PhD au Département de biologie de l’UCPH qui a dirigé la recherche.

L’une de ces entités biologiques sont des plasmides – de petites molécules d’ADN qui se comportent souvent comme des parasites et, comme des virus, ont besoin d’une bactérie hôte pour survivre.

« Ici, nous avons trouvé des preuves que certains plasmides utilisent des systèmes CRISPR-Cas de type IV pour combattre d’autres plasmides en compétition sur le même hôte bactérien. Ceci est remarquable parce que, ce faisant, les plasmides ont réussi à renverser le système. Au lieu de protéger les bactéries de leur parasites, CRISPR est exploité pour effectuer une autre tâche « , explique Pinilla-Redondo, ajoutant :

« Cela ressemble à la façon dont certains oiseaux rivalisent pour le meilleur site de nidification dans un arbre, ou à la façon dont les bernard-l’ermite se battent pour la possession d’une carapace. »

« Une réalisation humiliante »

Cette découverte remet en question la notion selon laquelle les systèmes CRISPR-Cas n’ont qu’un seul but dans la nature, à savoir agir comme système immunitaire chez les bactéries. Selon Rafael Pinilla-Redondo, la découverte donne une perspective supplémentaire :

« Nous, les humains, n’avons commencé à exploiter les systèmes CRISPR-Cas de la nature que récemment, mais il se trouve que nous ne sommes pas les premiers. Ces » parasites primitifs « les utilisent depuis des millions d’années, bien avant les humains. la concrétisation »

À quoi pouvons-nous l’utiliser ?

Les chercheurs pensent que ces systèmes pourraient être utilisés pour combattre l’une des plus grandes menaces pour l’humanité : les bactéries multirésistantes. Des centaines de milliers de personnes meurent chaque année de bactéries MDR.

Les bactéries deviennent résistantes aux antibiotiques en acquérant des gènes qui les rendent résistantes au traitement antibiotique. Très fréquemment, cela se produit lorsque les plasmides transportent des gènes résistants aux antibiotiques d’une bactérie à une autre.

« Comme ce système semble avoir évolué pour attaquer spécifiquement les plasmides, il est plausible que nous puissions le réutiliser pour combattre les plasmides porteurs de gènes résistants aux antibiotiques. Cela pourrait être réalisé car il est possible de programmer CRISPR pour cibler ce que l’on veut », explique Pinilla-Redondo.

LES FAITS :

  • Dans la nature, les CRISPR-Cas sont des systèmes immunitaires adaptatifs utilisés par les bactéries pour couper l’ADN des parasites génétiques envahisseurs
  • Il existe six types de systèmes CRISPR-Cas naturels. La nouvelle recherche montre que le CRISPR-Cas de type IV – contrairement aux autres types de CRISPR-Cas connus – ne se trouve pas dans le génome des bactéries, mais dans le matériel génétique des plasmides. Les plasmides sont des éléments génétiques parasitaires qui nécessitent une bactérie hôte pour survivre
  • Entre autres, les chercheurs ont identifié plusieurs nouveaux sous-types et variantes du système CRISPR-Cas de type IV
  • Plusieurs articles récents d’autres chercheurs suggèrent également que différents types d’éléments génétiques dits mobiles (un groupe d’entités génétiques auxquelles appartiennent les plasmides) utilisent les composants CRISPR-Cas pour effectuer des tâches autres que la protection des bactéries contre les virus
  • L’article de recherche est publié dans la revue scientifique Nucleic Acids Research
  • L’étude a été menée par : Rafael Pinilla-Redondo, David Mayo-Muñoz, Jacob Russel, Roger A. Garrett et Søren J. Sørensen du Département de biologie de l’Université de Copenhague; Lennart Randau de Philipps-Universität Marburg, Allemagne, et Shiraz A. Shah du Danish Children’s Asthma Center à Herlev et Gentofte Hospital, Université de Copenhague. La recherche est soutenue par le Fonds de recherche indépendant du Danemark; Le programme Tandem de la Novo Nordisk Foundation; Fondation Lundbeck; Deutsche ; la région de la capitale du Danemark et le « programme de bioscience de base » de la Fondation Novo Nordisk