Des boîtes de Pétri contenant des embryons de germination d'une plante agricole appelée camelina sativa qui ont reçu du matériel génétique épissé via le processus CRISPR-Cas9 sont exposées à l'Institut Leibnitz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées à Gatersleben, Allemagne. Ces échantillons seront utilisés pour la sélection d'hybrides biodiversifiés adaptés aux scénarios environnementaux modélisés du futur. Sean Gallup/Getty Images Dernièrement, il y a eu beaucoup de buzz sur les moustiques; Plus précisément, la variété génétiquement modifiée. Cet été, une équipe de scientifiques de l'Université de Californie, Santa Barbara et l'Université de Washington ont mis au point une méthode pour jouer avec la vision des moustiques, ce qui rend très difficile pour eux de trouver des cibles humaines.
Comment ont-ils réussi un tel exploit ? Utilisation d'un outil de génie génétique connu sous le nom de CRISPR.
"CRISPR était à l'origine un moyen développé par les bactéries pour combattre les virus, " dit Raphaël Ferreira, ingénieur en génomique à la Harvard Medical School. Souvent comparé à une paire de "ciseaux moléculaires, " CRISPR utilise des protéines spécialisées appelées Cas - abréviation de Enzymes associées à CRISPR pour couper des brins d'ADN ou d'ARN à un point précis, emplacement préprogrammé. Puis, le système peut insérer ou retirer le gène souhaité sur ce site, et alto :organisme modifié génétiquement.
CRISPR ouvre un monde de possibilités, y compris de nombreux — comme les moustiques aveuglants — dans le domaine de la santé humaine. Mais ce n'est pas tout pour cela. "Nous avons tellement de variantes de cette technologie, cela nous a permis de faire tout type de génie génétique possible, " dit Ferreira.
Voici quelques-unes des manières les plus folles dont les scientifiques appliquent CRISPR à l'intérieur (et potentiellement à l'extérieur) du laboratoire.
Imaginez-vous en train de mordre dans une tomate mûrie sur pied. Quelles saveurs vous viennent à l'esprit ? Doux? Acide, peut-être un peu salé ? Que diriez-vous d'épicé?
Grâce à une équipe internationale de généticiens, cela pourrait être le futur profil de saveur de l'humble tomate. Des chercheurs au Brésil et en Irlande ont proposé CRISPR un moyen d'activer les gènes capsaïcinoïdes dormants dans les plants de tomates, la même séquence génétique qui donne du peps aux piments. En plus de créer la parfaite Bloody Mary, les plantes promettent une alternative économique aux poivrons traditionnels, qui sont notoirement difficiles à cultiver.
CRISPR peut également donner un coup de pouce à votre routine quotidienne de petit-déjeuner - ou vous en priver. La société britannique Tropic Biosciences développe actuellement un grain de café conçu pour pousser sans caféine. C'est une grosse affaire, parce que les grains de café d'aujourd'hui doivent être décaféinés chimiquement, généralement en les trempant dans de l'acétate d'éthyle ou du chlorure de méthylène (également un ingrédient du décapant pour peinture). Ce bain chimique agressif élimine à la fois la caféine des grains et une grande partie de leur saveur. Le café CRISPR promet une tasse de Joe sans gigue, avec toute la bonté torréfiée d'un café complet.
Si vous avez déjà souhaité pouvoir passer une soirée en ville sans souffrir d'une gueule de bois à vous fendre la tête le lendemain matin, vous pourriez avoir de la chance. Une équipe de scientifiques de l'Université de l'Illinois a utilisé ses ciseaux génétiques pour augmenter les bienfaits pour la santé d'une souche de levure utilisée pour fermenter le vin – et ils ont extrait les gènes responsables des maux de tête du lendemain.
Saccharomyces cerevisiae , la levure en question, est un organisme polyploïde, ce qui signifie qu'il a de nombreuses copies de chaque gène (par opposition aux deux habituels). Cette caractéristique rend la levure à la fois hautement adaptable et extrêmement difficile à modifier génétiquement en utilisant des méthodes plus anciennes, qui ne pouvait cibler qu'une seule copie d'un gène à la fois.
Mais CRISPR permet aux ingénieurs génétiques de couper chaque version d'un gène en une seule fois. Par rapport aux technologies plus anciennes, "la complexité de ce que vous pouvez faire avec CRISPR est bien au-delà, " dit Ferreira, « Tout est une question d'efficacité.
En l'utilisant, l'équipe de l'Illinois a pu augmenter la quantité de resvératrol sain pour le cœur dans son vin, tout en laissant la gueule de bois sur le sol de la salle de coupe.
En ce qui concerne l'élevage bovin, les cornes sont généralement interdites. Sur un taureau adulte, ils représentent un danger pour l'agriculteur, l'autre bétail, et parfois à l'animal lui-même.
Traditionnellement, les bovins d'élevage sont écornés en annihilant les cellules productrices de corne sur le front de l'animal, situé sur deux protubérances osseuses appelées bourgeons de corne. Les bourgeons sont détruits par l'un des différents moyens douloureux :avec de bons couteaux à l'ancienne, ou en appliquant des fers chauds, électricité, ou des substances caustiques comme l'hydroxyde de sodium. Ces pratiques peuvent parfois entraîner une défiguration du visage ou des lésions oculaires. Mais CRISPR pourrait bien offrir une alternative plus éthique.
En utilisant CRISPR, les scientifiques ont conçu un gène pour l'absence de cornes chez les bovins, éliminant efficacement le besoin de procédures d'élimination des cornes chez ces animaux. Plus intéressant encore, certains de ces taureaux génétiquement modifiés ont pu transmettre le trait à leur progéniture, ce qui est crucial pour maintenir le trait dans la circulation de la population. Dans les milieux scientifiques, cela a été considéré comme une réussite potentiellement énorme :à tel point que la généticienne Alison L. Van Eenennaam de l'Université de Californie, Davis a écrit un essai dans Nature à ce sujet, qualifiant l'élimination des cornes de « préoccupation de haute priorité pour le bien-être des animaux » et plaidant pour la poursuite de la recherche.
Historiquement, le grand public a eu moins d'enthousiasme pour les cultures et l'élevage génétiquement modifiés, bien que des recherches récentes suggèrent que ces attitudes peuvent changer. Mais et si CRISPR était utilisé pour quelque chose d'un peu moins "Charlotte's Web" et un peu plus "Jurassic Park" ?
L'utilisation la plus éloignée de CRISPR en ce moment est peut-être son potentiel à ramener des espèces entières d'entre les morts. Et maintenant, on parle sérieusement de ressusciter une espèce en particulier :le pigeon voyageur.
Les pigeons voyageurs parcouraient les forêts d'Amérique du Nord en groupes de centaines de millions de personnes, assombrissant le ciel et tonitruant à travers le sous-étage dans ce que l'écologiste Aldo Leopold a décrit comme "une tempête à plumes". Cependant, qui a commencé à changer aux XVIIIe et XIXe siècles, que les colons européens rayonnaient à travers le continent.
En plus d'être omniprésent, les pigeons voyageurs avaient la malheureuse qualité d'être délicieux. ils ont été chassés en masse par des Euro-Américains affamés, à la fois pour la nourriture et le sport. Cela n'aurait probablement pas été aussi dévastateur pour la population totale d'oiseaux, sauf que les humains ont simultanément détruit une grande partie de leurs sites de nidification. Cette combinaison brutale a conduit l'espèce à un déclin abrupt au début du 20e siècle. Le dernier pigeon voyageur connu, un oiseau nommé Marthe, mort en captivité en 1914.
Maintenant, les scientifiques considèrent CRISPR comme un moyen de ramener ces oiseaux emblématiques. L'organisation de biotechnologie californienne Revive &Restore a un projet dédié aux pigeons voyageurs, qui vise à rétablir l'espèce en modifiant le génome du pigeon à queue barrée étroitement apparenté. En cas de succès, le groupe dit, ils pourraient utiliser cette approche pour ressusciter toutes sortes de créatures éteintes ou en danger critique d'extinction, du putois d'Amérique au mammouth laineux. Qu'ils soient ou non devrait est, bien sûr, encore un sujet de débat, mais il est indéniable que CRISPR a rendu possible la science-fiction.
Maintenant c'est intéressant :En 2020, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont reçu le prix Nobel de chimie pour la technologie pionnière CRISPR, ce qui en fait les sixième et septième femmes à recevoir le prix.
