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CRISPR Cas-9

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by

mehdi bourasset

on 5 July 2016

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Transcript of CRISPR Cas-9

Introduction
I- Découverte et fonctionnement dans la bactérie

II- Une technique révolutionnaire

III- Problèmes d'éthique
-eugénisme: .Théorie qui veut l'amélioration du patrimoine génétique
-Enfant issue de la science
- Technique révolutionnaire peut être dangereuse et périlleuse
-objectif de certains scientifiques : modifications génétiques non nécessaires
→ Sélection de caractéristique physique
→ Objectif principale : modifier génome protecteur maladies graves (ex : mucoviscidose)

Avertir de la population
Scientifique manque de temps pour parler de sécurité, d’éthique
Depuis 2012 et la publication des travaux de l’américaine et de la française énormément de laboratoire tentent de réaliser des modifications génétique plus poussé avec CRIOSPR Cas-9

-crispr cas9 : modifier/remplacer n’importe quel gène dans tout organisme vivant
→ Altération gène tel que cellules reproductrices → modification génétique → l’individu mais aussi aux générations futures.
 Méthode facilement accessible : +en+ de chercheur s’y interresse






Conclusion
I - Découverte et fonctionnement de la bactérie
III-Problèmes d’éthique et risques
Palindrome :
- chaque extrémité -> complémentaire (symétrie dyadique : lire à l’envers : pas même bases/trouve même complementarité)
certaines parties de ces séquences,A,T,C,G -> suites identiques dans un sens de lecture ou dans l'autre = palindromes.


- 1987 chercheur japonais Atsuo Nakata + équipe de l'université d'Osaka
-> palindrome = petite séquence répété d’ADN : trouvé génome d’une bactérie (Escherichia coli)
Séquence normale : 30 bases / séquence palindrome : 30 bases

-2002 séquences baptisées CRISPR (acronyme anglais pour « courtes répétitions en palindrome regroupées et régulièrement espacées »)

-2005 (important pas palidrome mais ce qu’il y a entre ceux-ci) bio-informatitien → séquences comprises entre deux palindromes : souvent séquences d'ADN de virus.
-2007 chercheurs industriel laitier danois Danisco → quand bactéries ont sequence crispr cas9 → meilleur survie infections virales.
bactérie → défense gardant une partie ADN → détruire si réinfection
= mémoire bactérienne : héréditaire pour bactérie





Un peu comme nous et notre système immunitaire il met en mémoire le virus et peut mieux se défendre ensuite en libérant dès l’infection des anticorps. Vaccination
Ceux qui vont détruire ces ADN de virus sont les enzymes cas-9

II- Une technique révolutionnaire

- modifier le génome : assez difficile
- ajouter un gène ou en atténuer un : parfois possible
- mais difficile de modifier un gène directement dans l' ADN
- beaucoup plus facile avec Crispr-Cas 9
Crispr-Cas9
Chronologie
découverte séquences palindromiques
E. coli
1987
séquences baptisées CRISPR
2002
découverte résistance bactéries possédant CRISPR
Streptococcus thermophilus
2007
découverte du potentiel de CRISPR-Cas9
2012
Courtes
Répétitions
Palindromiques
Groupées et
Régulièrement
Espacées
Corriger des maladies
Modifier et corriger tout le patrimoine génétique d' un individu ainsi que toute sa descendance
optimiser un gène, améliorer les caractères d'un individu
Néanmoins certaines utilisations posent des problèmes d'éthiques

Exemples d'utilisation
Fonctionnement
Définitions
C
lustered
R
egulary
I
nterspaced
S
hort
P
alindromic
R
epeats
CRISPR :
=
Cas9
=
région du génome de bactéries qui présente des séquences palindromiques (intercalées d'ADN de Virus)
"CRISPR associée",
nucléase : enzyme ayant la propriété de couper 2 brins de la molécule d' ADN
Première infection
Infections suivantes
Infections suivantes
En Résumé
technique révolutionnaire
plus simple à utiliser
Fonctionnement technique
Comparaison avec anciennes méthodes
mécanisme naturel modifié pour en faire une méthode de modification génétique
Nucléases à doigts de zinc (ZFNs)
TALEN

2 issues possibles :
le gène est réparé par la cellule : ajout ou délétion de nucléotides
gène inactivé si pas multiples de 3 nucléotides (lecture des codons décalée)
nouvelle séquence d'ADN remplace le gène coupé grâce au mécanisme de recombinaison homologue
schémas d'après
Science et Vie
n°1180
schémas d'après
Science et Vie
n°1180
schémas d'après
Science et Vie
n°1180
schémas d'après
Science et Vie
n°1180
Source : www.youtube.com/watch?v=bYVE05egjPg
découverte ADN virus entre palindrommes par bio-informaticiens
2005
Source : www.youtube.com/watch?v=bYVE05egjPg
Source : www.youtube.com/watch?v=bYVE05egjPg
Historique de la génétique
1953
découverte de l'ADN
2001
fin de séquençage du génome humain
Années 1990
méganucléases, difficiles à créer et à utiliser
1982
naissance des premiers animaux transgéniques
upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f2/GloFish.jpg/800px-GloFish.jpg
octavaplanta.es/wp-content/uploads/2013/06/molecula_adn.jpg
Un groupe de GloFish
il manque un outil pour exploiter ces données
Crispr-Cas9 : Révolutionnaire et éthique ?
seeklogo.com/images/D/Danisco-logo-54991FFF0A-seeklogo.com.gif
www.publico.es/uploads/2015/05/28/5566eb303528b.jpg
www.youtube.com/watch?v=bYVE05egjPg
Recherche fondamentale :
comprendre la fonction des gènes
Exemple : Laboratoire de recherche TRIP
transgénèse chez le rat
rat KO (Knock Out) ou KI (Knock In)
source : Science et vie junior n°316
Fonction

immunité bactéries

(assimilable aux vaccins mais se transmet aux générations futures)
Cet ADN de virus est un peu comme la mémoire des bactéries
Législations
www.inserm.fr/var/inserm/storage/images/mediatheque/infr-grand-public/images/dossiers-d-informations/genetique-et-developpement/inserm_44087_800/682531-1-fre-FR/inserm_44087_800.jpg
sommet international en décembre organisé par l'Académie Nationale américaine :
édicter des recommandations pour une utilisation responsable de CRISPR en 2016
en général : ambiguës
Etats-Unis : interdit financement pour la recherche impliquant des embryons humains, sans interdire officiellement l’utilisation de CRISPR-Cas9
France : édition du génome totalement interdite, la recherche est souvent autorisée à conditions qu’elle se plie à de nombreuses restrictions
débats nécessaires
Risques
schéma d'après Sciences et Vie Junior
Modifier génétiquement toute une espèce
testé sur des embryons humains (non viables)

université Sun Yat-sen, à Guangzhou en Chine
Problèmes d'éthique
Quelques exemples d'utilisations dangereuses :
→ Objectif de certains scientifiques : modifications génétiques non nécessaires
Par exemple :
→ Objectif principal reste la recherche fondamentale et la correction de maladie (génétique)
→ Sélection de caractéristiques physiques :
- Enfant issu de la science, "sur-mesure"
- Eugénisme : Théorie qui veut l'amélioration du patrimoine génétique
→ Mainmise de l'homme sur le vivant, boulversements des écosystèmes
coupure sur 2ème chromosome
"réparation" sur modèle du 1er chromosome
cellule oeuf modifiée
CRISPR-Cas 9 est une technique révolutionnaire :
- aussi simple que d’utiliser le "couper/ coller" dans un traitement de texte
- permet d’accélérer la recherche car plus rapide à utiliser
- cette facilité d’utilisation impose un débat sur son emploi
- Il faut rester prudent car elle n’est pas infaillible, il faut continuer à l'étudier
Mais :
Encore beaucoup d'autres projets d'utilisation :
- éradiquer une espèce d'animal dite "nuisible"
- ressusciter les animaux disparus
- sauver les espèces en danger
- créer des OGM sans ADN étranger...
Remerciements
- à Séverinne Remy de la plateforme TRIP
- à Mme Mathys et Mme Larvor
- à Alain Fautrel
Années 2000
Séquençages de génomes d'autres espèces
- probable que les deux chercheuses soient récompensées d'un prix nobel pour cette découverte
"Science sans conscience n'est que ruine de l'âme"
François Rabelais
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