Les bactéries et les archées ont développé un mécanisme de défense remarquable appelé système CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-CRISPR-associated Protein 9). Ce système agit comme une stratégie d’auto-vaccination contre les virus envahisseurs.
1. Adaptation : Lorsqu’une cellule bactérienne rencontre un virus pour la première fois, elle capture et intègre un petit morceau d’ADN viral dans son propre locus CRISPR en tant que séquence d’espacement. Cet espaceur sert d’enregistrement de l’infection précédente.
2. Expression : Suite à des infections ultérieures par le même virus, le locus CRISPR est transcrit en une longue molécule d’ARN appelée pré-crRNA. Ce pré-ARNc est ensuite traité pour générer des molécules d'ARNc courtes et matures, chacune contenant une séquence d'espacement unique.
3. Reconnaissance de cible : Les molécules matures d'ARNcr s'associent à la protéine Cas9, formant un complexe guidé par l'ARN. La protéine Cas9 agit comme une paire de ciseaux moléculaires, guidée par le crRNA pour reconnaître et se lier à la séquence d’ADN viral complémentaire.
4. Décolleté : Une fois que le complexe Cas9-crRNA trouve la séquence d’ADN viral correspondante, la protéine Cas9 subit un changement de conformation, entraînant le clivage du brin d’ADN viral. Cela « coupe » efficacement le génome viral et empêche la réplication ou la transcription ultérieure du virus.
5. Immunité : Le ciblage et le clivage réussis de l’ADN viral par le système CRISPR-Cas9 neutralisent efficacement le virus envahisseur. En conservant et en utilisant les séquences espaceurs d’infections antérieures, les cellules bactériennes développent une forme d’immunité contre des virus spécifiques, garantissant ainsi une protection contre de futures rencontres avec la même menace virale.
6. Transfert horizontal de gènes : Les bactéries peuvent également acquérir de nouvelles séquences d’espacement par transfert horizontal de gènes, leur permettant « d’emprunter » l’immunité à d’autres bactéries. Cela permet la propagation des défenses antivirales parmi les populations bactériennes, contribuant ainsi à protéger des communautés microbiennes entières contre des infections virales spécifiques.
Le système CRISPR-Cas9 démontre comment les bactéries ont développé des mécanismes de défense sophistiqués pour sauvegarder leur intégrité génétique et leur survie face aux défis viraux. Il met en évidence la complexité et la diversité des adaptations bactériennes dans la course aux armements évolutive constante contre les virus envahisseurs.
