Dernièrement, il y a eu beaucoup de buzz sur les moustiques ; spécifiquement, la variété génétiquement modifiée. Cet été, une équipe de scientifiques de l'Université de Californie, de Santa Barbara et de l'Université de Washington a mis au point une méthode pour jouer avec la vision des moustiques, ce qui leur rend très difficile la recherche de cibles humaines .
Comment ont-ils réussi un tel exploit ? Utilisation d'un outil de génie génétique connu sous le nom de CRISPR .
"CRISPR était à l'origine un moyen utilisé par les bactéries pour lutter contre les virus", explique Raphael Ferreira, ingénieur en génomique à la Harvard Medical School. Souvent comparé à une paire de "ciseaux moléculaires", CRISPR utilise des protéines spécialisées appelées Cas - abréviation d' enzymes associées à CRISPR pour couper des brins d'ADN ou d'ARN à un emplacement précis et préprogrammé. Ensuite, le système peut insérer ou supprimer le gène souhaité à ce site, et viola : organisme modifié par le gène.
CRISPR ouvre un monde de possibilités, dont de nombreuses – comme les moustiques aveuglants – dans le domaine de la santé humaine. Mais ce n'est pas tout pour cela. "Nous avons tellement de variantes de cette technologie, cela nous a permis de faire tout type de génie génétique possible", explique Ferreira.
Voici quelques-unes des manières les plus folles dont les scientifiques appliquent CRISPR à l'intérieur (et potentiellement à l'extérieur) du laboratoire.
1. Cultiver des tomates épicées et des grains de café décaféinés
Imaginez-vous en train de mordre dans une tomate mûrie sur pied. Quelles saveurs vous viennent à l'esprit ? Doux? Acide, peut-être un peu salé ? Que diriez-vous d'épicé?
Grâce à une équipe internationale de généticiens, cela pourrait être le futur profil de saveur de l'humble tomate. Des chercheurs au Brésil et en Irlande ont proposé CRISPR comme un moyen d'activer les gènes capsaïcinoïdes dormants dans les plants de tomates, la même séquence génétique qui donne du piquant aux piments. En plus de créer le parfait Bloody Mary, les plantes promettent une alternative économique aux piments traditionnels , qui sont notoirement difficiles à cultiver.
CRISPR peut également donner un coup de pouce à votre routine quotidienne de petit-déjeuner - ou vous en priver. La société britannique Tropic Biosciences développe actuellement un grain de café conçu pour pousser sans caféine. C'est un gros problème, car les grains de café d'aujourd'hui doivent être décaféinés chimiquement, généralement en les trempant dans de l'acétate d'éthyle ou du chlorure de méthylène (également un ingrédient du décapant pour peinture). Ce bain chimique agressif élimine à la fois la caféine des grains et une grande partie de leur saveur. Le café CRISPR promet une tasse de Joe sans gigue, avec tous les bienfaits torréfiés d'un café complet.
2. Faire du vin sans gueule de bois
Si vous avez déjà souhaité pouvoir passer une soirée en ville sans souffrir d'une gueule de bois à vous fendre la tête le lendemain matin, vous avez peut-être de la chance. Une équipe de scientifiques de l'Université de l'Illinois a utilisé ses ciseaux génétiques pour augmenter les bienfaits pour la santé d'une souche de levure utilisée pour fermenter le vin – et ils ont extrait les gènes responsables des maux de tête du lendemain.
Saccharomyces cerevisiae , la levure en question, est un organisme polyploïde, c'est-à-dire qu'il possède de nombreuses copies de chaque gène (au lieu des deux habituels). Cette caractéristique rend la levure à la fois hautement adaptable et extrêmement difficile à modifier génétiquement en utilisant des méthodes plus anciennes, qui ne pouvaient cibler qu'une copie d'un gène à la fois.
Mais CRISPR permet aux ingénieurs génétiques de couper chaque version d'un gène en une seule fois. Par rapport aux technologies plus anciennes, "la complexité de ce que vous pouvez faire avec CRISPR est bien au-delà", déclare Ferreira, "Tout est une question d'efficacité."
En l'utilisant, l'équipe de l'Illinois a pu augmenter la quantité de resvératrol sain pour le cœur dans son vin, tout en laissant la gueule de bois sur le sol de la salle de coupe.
3. Tout taureau, pas de combat
Lorsqu'il s'agit d'élevage de bétail, les cornes sont généralement interdites. Sur un taureau adulte, ils représentent un danger pour le fermier, les autres bovins et parfois pour l'animal lui-même.
Traditionnellement, les bovins élevés à la ferme sont écornés en annihilant les cellules productrices de corne sur le front de l'animal, situées sur deux protubérances osseuses appelées bourgeons de corne. Les bourgeons sont détruits par l'un des différents moyens douloureux : avec de bons couteaux à l'ancienne, ou en appliquant des fers chauds, de l'électricité ou des substances caustiques comme l'hydroxyde de sodium. Ces pratiques peuvent parfois entraîner une défiguration du visage ou des lésions oculaires. Mais CRISPR pourrait bien offrir une alternative plus éthique.
À l'aide de CRISPR, les scientifiques ont conçu un gène pour l'absence de cornes chez les bovins , éliminant efficacement le besoin de procédures de retrait de cornes chez ces animaux. Plus intéressant encore, certains de ces taureaux génétiquement modifiés ont pu transmettre le trait à leur progéniture, ce qui est crucial pour maintenir le trait dans la circulation de la population. Dans les cercles scientifiques, cela a été considéré comme une réussite potentiellement énorme : à tel point que la généticienne Alison L. Van Eenennaam de l'Université de Californie, Davis a écrit un essai à ce sujet dans Nature, qualifiant l'élimination des cornes de « une préoccupation de bien-être animal de haute priorité" et en plaidant pour la poursuite de la recherche .
Historiquement, le grand public a eu moins d'enthousiasme pour les cultures et l'élevage génétiquement modifiés, bien que des recherches récentes suggèrent que ces attitudes pourraient changer . Mais et si CRISPR était utilisé pour quelque chose d'un peu moins "Charlotte's Web" et un peu plus "Jurassic Park" ?
4. Ressusciter les espèces perdues
L'utilisation la plus éloignée de CRISPR en ce moment est peut-être son potentiel à ramener des espèces entières d'entre les morts. Et en ce moment, on parle sérieusement de ressusciter une espèce en particulier : le pigeon voyageur .
Les pigeons voyageurs parcouraient les forêts d'Amérique du Nord en groupes de centaines de millions de personnes, assombrissant le ciel et grondant dans le sous-étage dans ce que l'écologiste Aldo Leopold a décrit comme "une tempête à plumes". Cependant, cela a commencé à changer aux XVIIIe et XIXe siècles, alors que les colons européens rayonnaient à travers le continent.
En plus d'être omniprésents, les pigeons voyageurs avaient la malheureuse qualité d'être délicieux. Ils ont été chassés en masse par des Euro-Américains affamés, à la fois pour la nourriture et le sport. Cela n'aurait probablement pas été aussi dévastateur pour la population totale d'oiseaux, sauf que les humains ont simultanément détruit une grande partie de leurs sites de nidification. Cette combinaison brutale a conduit l'espèce à un déclin abrupt au début du 20e siècle. Le dernier pigeon voyageur connu, un oiseau nommé Martha , est mort en captivité en 1914.
Maintenant, les scientifiques se tournent vers CRISPR comme un moyen de ramener ces oiseaux emblématiques. L'organisation de biotechnologie californienne Revive & Restore a un projet dédié aux pigeons voyageurs , qui vise à rétablir l'espèce en modifiant le génome du pigeon à queue barrée étroitement apparenté. En cas de succès, dit le groupe, ils pourraient utiliser cette approche pour ressusciter toutes sortes de créatures éteintes ou en danger critique d'extinction, du putois d'Amérique au mammouth laineux . La question de savoir s'ils devraient ou non faire l' objet d'un débat, bien sûr, mais il est indéniable que CRISPR a rendu possible la science-fiction.
Maintenant c'est intéressant :
En 2020, Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont reçu le prix Nobel de chimie pour la technologie pionnière CRISPR, ce qui en fait les sixième et septième femmes à recevoir ce prix.
