Les chercheurs UC San Diego utilisent le système CRISPR-cas9 pour cibler l'ARN dans les cellules vivantes pour la première fois
Le code génétique stockée dans l'ADN détermine tout, de la couleur de nos yeux à notre sensibilité à la maladie. Ceci a motivé les scientifiques à séquencer le génome humain et de développer des façons de modifier le code génétique, mais de nombreuses maladies sont liées à une molécule fondamentale différente: ARN. Comme le matériel génétique intermédiaire qui porte le code génétique à partir du noyau de la cellule, les scientifiques ont longtemps cherché une méthode efficace pour le ciblage de l'ARN dans des cellules vivantes. Des chercheurs de l'Université de Californie, San Diego école de médecine ont maintenant atteint cet objectif en appliquant la technique populaire ADN-édition CRISPR-cas9 à l'ARN.
L'étude est publier 17 Mars dans la cellule.
«Ce travail est le premier exemple, à notre connaissance, de cibler l'ARN dans les cellules vivantes avec CRISPR-cas9», a déclaré l'auteur principal Gene Yeo, PhD, professeur agrégé de médecine cellulaire et moléculaire. «Notre travail actuel se concentre sur le suivi du mouvement de l'ARN dans la cellule, mais les développements futurs pourraient permettre aux chercheurs de mesurer d'autres caractéristiques d'ARN ou d'avancer des approches thérapeutiques pour corriger les comportements d'ARN pathogènes."
L'emplacement de l'ARN dans une cellule - et comment et quand il y arrive - peut influencer si les protéines sont produites au bon endroit et au moment opportun. Par exemple, des protéines importantes à des connexions neuronales dans le cerveau, connu sous synapses sont produites à partir d'ARN situés à ces contacts. le transport d'ARN défectueux est lié à une multitude de conditions allant de l'autisme au cancer et les chercheurs ont besoin de moyens pour mesurer le mouvement de l'ARN pour développer des traitements pour ces conditions.
Les efforts visant à modifier et à mesurer l'ADN - comme un moyen de modifier la production de protéines, l'étude de la biologie sous-jacente et de corriger les défauts pour traiter la maladie - a obtenu un gros coup de pouce il y a quelques années. Voilà quand les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient prendre CRISPR-cas9, une origine naturelle des bactéries du mécanisme de défense utilisent pour repousser les bactéries envahissantes, et l'appliquer à modifier les gènes dans les systèmes de mammifères.
Normalement, CRISPR-cas9 fonctionne comme ceci: les chercheurs conçoivent un "guide" ARN pour correspondre à la séquence d'un gène cible spécifique. L'ARN dirige l'enzyme cas9 à l'endroit souhaité dans le génome, où elle coupe l'ADN. La réparation de cellules de la cassure de l'ADN, imprécisément inactivant ainsi le gène ou les chercheurs remplacer la partie adjacente à la découpe avec une version corrigée du gène.
Jusqu'à présent, CRISPR-cas9 ne pouvait être utilisée pour manipuler l'ADN. Yeo et ses collègues de l'Université de Californie, Berkeley, ont appliqué la technique pour développer un moyen flexible de ciblage de l'ARN dans les cellules vivantes, aussi appelées ARN ciblées cas9 (RCas9).
Afin de cibler l'ARN au lieu de l'ADN, les chercheurs ont modifié plusieurs caractéristiques du système CRISPR-cas9. Se fondant sur les travaux antérieurs de co-auteur Jennifer Doudna, PhD, à l'UC Berkeley, ils ont conçu un acide nucléique court appelé Pammer qui, avec l'ARN guide, dirige cas9 à une molécule d'ARN.
Pour tester le système, l'équipe de Yeo ciblée de l'ARN qui code pour les protéines ACTB, TFRC et CCNA2. Ensuite, ils ont observé que cas9, fusionnée avec une protéine fluorescente, a révélé le mouvement de l'ARN en granules de stress, un groupe de protéines et d'ARN qui se forment dans le cytosol d'une cellule (zone à l'extérieur du noyau), lorsque la cellule est sous contrainte. granules de stress sont liés à des troubles neurodégénératifs tels que la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Ce système a permis à l'équipe de suivre l'ARN au fil du temps, dans des cellules vivantes, sans avoir besoin de balises artificielles couramment utilisé dans d'autres techniques d'ARN de suivi - une approche qui peut interférer avec les processus cellulaires normaux.
"CRISPR-cas9 soutient une révolution de la génomique et de la médecine à base de sa capacité à cibler et modifier l'ADN humain", a déclaré David Nelles, une UC San Diego Jacobs School of Engineering étudiant diplômé dans le laboratoire de Yeo et premier auteur de l'étude. «L'ADN est le bloc de construction fondamental de la vie et nous commençons tout juste à voir les implications de l'ingénierie des génomes avec CRISPR-cas9, mais de nombreuses maladies dont le cancer et l'autisme sont liés à des problèmes avec une autre molécule biologique fondamentale -. ARN"
