Une équipe d'ingénieurs de l'Université du Delaware a développé une méthode pour utiliser la technologie CRISPR/Cas9 pour déclencher une cascade d'activités dans les cellules, un phénomène connu sous le nom de régulation génique conditionnelle. Leur méthode, décrit dans le journal Nature Chimie Biologie , introduit une nouvelle fonctionnalité dans CRISPR, l'une des technologies dont on parle le plus aujourd'hui.

L'édition de gènes avec la technologie CRISPR a été qualifiée de "l'une des plus grandes histoires scientifiques de la décennie" pour ses applications en médecine, agricole et bien plus encore. CRISPR permet aux scientifiques de cibler et de modifier avec précision l'ADN dans les cellules vivantes, ce qui pourrait les aider à corriger les anomalies qui causent des maladies héréditaires. Les premiers essais cliniques chez l'homme sont en cours en Chine.

Cependant, jusqu'à maintenant, les scientifiques n'avaient pas compris comment programmer leurs systèmes CRISPR pour cibler l'ADN tout en intégrant les informations provenant des cellules qu'ils étudiaient.

Chez UD, Wilfred Chen, le professeur Gore de génie chimique, et l'étudiant diplômé Ka-Hei Siu a conçu des structures, appelées ARNg dépendant des pieds (thgRNA), pour la régulation ciblée des gènes chez les bactéries E. coli.

Traditionnellement, en édition du génome CRISPR/Cas9, les scientifiques utilisent un morceau d'acide ribonucléique (ARN) simple brin pour guider l'enzyme Cas9 vers l'acide désoxyribonucléique (ADN) qu'ils souhaitent cibler. Au lieu, Chen et Siu ont installé une structure en épingle à cheveux qui empêche une partie de l'ARN de reconnaître l'ADN. Seulement une petite partie, appelé le pied, est exposé et capable de se lier à d'autres ARN. Puis Chen, et Siu a utilisé l'ARN de l'intérieur de la cellule comme déclencheur pour ouvrir leur mécanisme de blocage, en activant la protéine Cas9 afin qu'elle puisse ensuite se lier et réguler l'ADN.

"L'essentiel est que nous voulions utiliser des informations cellulaires natives, " a déclaré Chen. "Nous voulions pouvoir utiliser cette réponse cellulaire native comme moyen de moduler les fonctions de la protéine CRISPR/Cas9 et développer fondamentalement un mécanisme contrôlé afin que nous puissions moduler les fonctions cellulaires en conséquence. "

Cette technologie offre une polyvalence, conception « plug and play » qui pourrait être utilisée pour induire l'édition et la régulation des gènes dans une variété de systèmes, dit Chen.

"Avancer, l'idée est de pouvoir utiliser, idéalement sur papier, tout type d'ARN messager cellulaire comme dispositif d'activation ou de désactivation, ", a-t-il déclaré. "Vous pouvez imaginer que nous pouvons activer quelque chose selon que les cellules se développent sur du glucose ou manquent de phosphate ou sont exposées à des conditions de température élevée ou de pH faible."