Un chercheur de l'UC Santa Cruz développe CRISPRware, un logiciel révolutionnaire pour l'édition génétique
SANTA CRUZ — Un étudiant en doctorat en ingénierie biomoléculaire à l'UC Santa Cruz, avec une formation en informatique et en mathématiques, a créé un logiciel innovant appelé CRISPRware. Ce programme facilite et accélère le processus d'édition génétique pour les chercheurs, y compris ceux qui développent des traitements pour des maladies génétiques comme la drépanocytose ou la mucoviscidose. Le logiciel CRISPRware a été présenté dans un article récemment publié dans "BMC Genomics", coécrit par son créateur, Eric Malekos, avec Christy Montano, également doctorante au département de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, et sous la direction de la professeure Susan Carpenter du Carpenter Lab de l'UCSC.
"Je suis immunologiste de formation", a déclaré Carpenter. "J'étudie les voies moléculaires impliquées dans l'inflammation, notamment en cas d'infection ou de maladies auto-inflammatoires. Mon laboratoire se concentre sur le rôle de l'ARN dans la régulation de ces réponses." L'ARN, ou acide ribonucléique, est similaire à l'ADN mais possède une structure monocaténaire et des blocs de construction légèrement différents. Il joue plusieurs rôles, notamment en transmettant des informations entre l'ADN et les ribosomes pour la synthèse des protéines.
Cependant, l'ARN étudié par Carpenter et son équipe ne participe pas à la synthèse des protéines. Il s'agit d'ARN long non codant (lncARN). "Lorsque je me formais, le séquençage de l'ARN est devenu une technique incontournable. Nous avons découvert des milliers de gènes d'ARN qui fluctuent lors de réponses inflammatoires, mais qui ne codent pas pour des protéines", a expliqué Carpenter. "Il existe environ 36 000 gènes lncARN dans le génome humain, bien plus que les gènes codants pour les protéines, et nous savons très peu de choses sur leur fonction."
Pour étudier ces lncARN, Carpenter et son équipe utilisent l'outil d'édition génétique CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), qui permet de localiser et modifier des séquences génétiques spécifiques. Le mécanisme de coupure de CRISPR repose généralement sur la protéine Cas9, guidée par un ARN guide (ARNg) pour cibler une région précise du génome.
"La force de CRISPR réside dans sa capacité à cibler une section spécifique du génome", a souligné Malekos. "L'ARNg contient environ 20 nucléotides qui correspondent à une séquence du génome, offrant une précision inégalée." Cependant, les outils disponibles ne proposaient que des ARNg pour les gènes codants, soit environ 20 000 gènes, laissant de côté les lncARN.
Le logiciel CRISPRware change la donne en analysant l'intégralité du génome pour identifier tous les ARNg possibles, y compris pour les régions non codantes. "Nous travaillons généralement avec un modèle de génome humain composite, basé sur environ 20 individus, qui ne reflète pas la diversité génétique réelle", a expliqué Malekos. "Un aspect intéressant de mon travail est la prise en compte des variations génétiques individuelles pour identifier des ARNg efficaces dans certains cas mais pas dans d'autres."
