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Les centrales électriques à l'intérieur des cellules ont été génétiquement modifiées pour la première fois

Par Michael Le Page

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Les mitochondries, les sources d'énergie à l'intérieur de nos cellules, peuvent maintenant être modifiées génétiquement

Stocktrek Images, Inc. / Alamy

Les mitochondries, les structures à l'intérieur de nos cellules qui utilisent la nourriture pour produire de l'énergie, ont été modifiées pour la première fois. Un nouveau type d '«éditeur de base» a été utilisé, ouvrant la porte au traitement des troubles liés aux mitochondries défectueuses.

Ces organites ont leurs propres génomes et des mutations dans cet ADN peuvent mener à tout, de la faiblesse musculaire à la déficience intellectuelle. Certaines mutations mitochondriales héréditaires entraînent la mort dans la petite enfance, tandis qu'une accumulation de mutations mitochondriales peut être l'une des causes des maladies liées à l'âge.

Deux problèmes ont contrecarré les tentatives antérieures de modification génétique des mitochondries. La première est que la plupart des éditeurs de gènes travaillent en coupant l'ADN, mais les génomes mitochondriaux se décomposent s'ils sont coupés.

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En 2016, David Liu du Broad Institute of MIT dans le Massachusetts a développé des éditeurs de base qui changent une lettre d'ADN – ou une paire de bases – en une autre sans couper l'ADN. "Vous réarrangez directement les atomes dans une paire de bases pour en devenir une autre, sans couper la double hélice", explique Liu.

Mais ces éditeurs de bases sont constitués de protéines adaptées de la méthode d'édition de gènes CRISPR, qui ont besoin d'une molécule d'ARN pour les guider vers leur cible. Cela soulève le deuxième problème: personne n'a réussi à introduire de l'ARN dans les mitochondries.

Maintenant, l'équipe de Liu a collaboré avec deux autres groupes pour créer un tout nouveau type d'éditeur de base qui ne repose pas sur CRISPR. Les chercheurs, dont Beverly Mok à Harvard et Marcos de Moraes à l'Université de Washington, à Seattle, ont fusionné des protéines qui peuvent apporter les modifications chimiques nécessaires à l'ADN mitochondrial avec des protéines qui se lient à des séquences spécifiques. Ils ont ajouté une sorte d'adresse de livraison pour les faire entrer dans les mitochondries.

Dans des tests sur des cellules humaines poussant dans une boîte, cet éditeur de base a effectué le changement souhaité dans jusqu'à 50% des génomes mitochondriaux. "Si c'est vrai, c'est assez impressionnant", explique Nick Lane de l'University College London.

Différentes variantes de l'éditeur de base mitochondriale doivent être créées pour chaque cible – les équipes en ont fait six jusqu'à présent. Avec l'édition de base CRISPR, en revanche, seul l'ARN guide doit être changé, ce qui est beaucoup plus facile. "C'est sûr que ce n'est pas aussi pratique", explique Liu.

L'espoir est que ce nouveau type d'éditeur de base puisse traiter les troubles liés aux mitochondries en corrigeant les mutations à l'intérieur des personnes. «Il sera extrêmement difficile d'introduire cela chez les gens», explique Lane. "Il y a généralement des centaines ou des milliers de copies d'ADN mitochondrial dans chaque cellule."

En théorie, l'éditeur de base pourrait également corriger les mutations dans les œufs pour empêcher les enfants d'hériter des troubles mitochondriaux, offrant une alternative à l'utilisation des mitochondries des donneurs – les bébés dits à trois parents.

Dans un premier temps, cependant, l'utilisation principale de la technique sera d'étudier les effets des mutations mitochondriales, ce qui a été très difficile à faire jusqu'à présent. «Il peut être un outil de recherche extrêmement utile même si une utilisation clinique est loin», explique Lane.

Référence de la revue: La nature, DOI: 10.1038 / s41586-020-2477-4

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