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D’accord! CRISPR-COPIES a des applications dans la caractérisation des boîtes à outils de biologie synthétique, la thérapie génique et l’ingénierie métabolique. Crédit : Aashutosh Boob et al.
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CRISPR-COPIES a des applications dans la caractérisation des boîtes à outils de biologie synthétique, la thérapie génique et l’ingénierie métabolique. Crédit : Aashutosh Boob et al.
Les systèmes CRISPR/Cas ont connu d’énormes progrès au cours de la dernière décennie. Ces outils précis d’édition du génome ont des applications allant du développement de cultures transgéniques à la thérapie génique et au-delà. Et avec leur récent développement de CRISPR-COPIES, les chercheurs du Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI) améliorent encore la polyvalence et la facilité d’utilisation de CRISPR.
“CRISPR-COPIES est un outil qui peut identifier rapidement les sites d’intégration chromosomique appropriés pour le génie génétique dans n’importe quel organisme”, a déclaré Huimin Zhao, responsable du thème de conversion du CABBI et titulaire de la chaire Steven L. Miller de génie chimique et biomoléculaire (ChBE) à l’Université de l’Illinois. .
“Cela accélérera nos travaux dans le domaine de l’ingénierie métabolique des levures non modèles pour une production rentable de produits chimiques et de biocarburants.”
L’édition génétique a révolutionné les capacités des scientifiques à comprendre et à manipuler l’information génétique. Cette forme de génie génétique permet aux chercheurs d’introduire de nouvelles caractéristiques dans un organisme, comme la résistance aux ravageurs ou la capacité de produire un produit biochimique précieux.
Avec les systèmes CRISPR/Cas, les chercheurs peuvent effectuer des modifications génétiques précises et ciblées. Cependant, la localisation des sites d’intégration optimaux dans le génome pour ces modifications constitue un problème critique et largement non résolu. Historiquement, lorsque les chercheurs devaient déterminer où cibler leurs modifications, ils recherchaient généralement manuellement les sites d’intégration potentiels, puis testaient le site en intégrant un gène rapporteur pour évaluer sa forme physique cellulaire et ses niveaux d’expression génique. C’est un processus qui demande beaucoup de temps et de ressources.
Pour relever ce défi, l’équipe CABBI a développé CRISPR-COPIES, un pipeline informatique pour l’identification des sites d’intégration facilités par CRISPR/Cas. Cet outil peut identifier les sites d’intégration neutres à l’échelle du génome pour la plupart des génomes bactériens et fongiques en deux à trois minutes.
“Trouver manuellement le site d’intégration dans le génome, c’est comme chercher une aiguille dans une botte de foin”, a déclaré Aashutosh Boob, titulaire d’un doctorat au ChBE. étudiant à l’Université de l’Illinois et auteur principal de l’étude. “Cependant, avec CRISPR-COPIES, nous transformons la botte de foin en un espace consultable, permettant aux chercheurs de localiser efficacement toutes les aiguilles correspondant à leurs critères spécifiques.”
Dans leur article publié dans Recherche sur les acides nucléiques, les chercheurs ont démontré la polyvalence et l’évolutivité de CRISPR-COPIES en caractérisant les sites d’intégration dans trois espèces diverses : Cupriavidus necator, Saccharomyces cerevisiae et cellules HEK 293T. Ils ont utilisé des sites d’intégration découverts par CRISPR-COPIES pour concevoir des cellules produisant davantage d’acide 5-aminolévulinique, un produit biochimique précieux qui a des applications dans l’agriculture et l’industrie alimentaire.
De plus, l’équipe a créé un interface Web conviviale pour CRISPR-COPIES. Cette application incroyablement accessible peut être utilisée par les chercheurs même sans expertise bioinformatique significative.
L’un des principaux objectifs du CABBI est l’ingénierie de levures non modèles pour produire des produits chimiques et des carburants à partir de la biomasse végétale. La production économique à grande échelle de biocarburants et de bioproduits à partir de matières premières à faible coût constitue toutefois un défi en raison du manque d’outils génétiques et de la lourdeur des méthodes traditionnelles d’édition du génome.
En permettant aux chercheurs d’identifier rapidement les loci génomiques pour une intégration ciblée des gènes, CRISPR-COPIES fournit un pipeline rationalisé qui facilite l’identification de sites d’intégration stables dans le génome. Cela élimine également le travail manuel impliqué dans la conception de composants pour l’intégration de l’ADN médiée par CRISPR/Cas.
Pour l’ingénierie des cultures, l’outil peut être utilisé pour augmenter les rendements de biomasse, la résistance aux ravageurs et/ou la résilience environnementale. Pour convertir la biomasse en produits chimiques précieux, par exemple en utilisant la levure S. cerevisiae, les CRISPR-COPIES peuvent être utilisées pour créer des cellules avec des rendements nettement supérieurs.
Ce logiciel polyvalent est conçu pour simplifier et accélérer le processus de construction de souches, économisant ainsi du temps et des ressources aux chercheurs. Les chercheurs du monde entier, tant universitaires que industriels, peuvent bénéficier de son utilité dans l’ingénierie des souches pour la production biochimique et le développement de cultures transgéniques.
Plus d’information:
Aashutosh Boob et al, CRISPR-COPIES : Une plateforme in silico pour la découverte de sites d’intégration neutres pour l’intégration de gènes facilitée par CRISPR/Cas, Nucleic Acids Research (2024). DOI : 10.1093/nar/gkae062
Informations sur la revue :
Recherche sur les acides nucléiques
2024-02-13 17:08:40
1707834865
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