La protéine Listeria fournit un «kill switch» CRISPR

Une seule protéine dérivée d’une souche commune de bactéries présentes dans le sol offrira aux scientifiques un moyen plus précis de modifier l’ARN.

La protéine, appelée AcrVIA1, peut interrompre le processus d’édition CRISPR-Cas13, selon de nouvelles recherches de Cornell, Rockefeller University et du Memorial Sloan Kettering Cancer Center publiées dans la revue Science 3 juillet.

« Nous élargissons notre boîte à outils scientifique pour utiliser efficacement un CRISPR sans provoquer d’effets secondaires », a déclaré le co-auteur Martin Wiedmann, Ph.D. ’97, professeur de la famille Gellert en sécurité alimentaire et directeur du laboratoire de sécurité alimentaire et du programme d’amélioration de la qualité du lait de Cornell. « Grâce à cette bactérie, nous avons la possibilité de désactiver et d’activer notre capacité à modifier l’ARN. »

CRISPR, ou les répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées, est un mécanisme de laboratoire qui peut agir comme des ciseaux microscopiques et modifier avec précision les gènes contenus dans l’ADN. Parmi la demi-douzaine de types de CRISPR utilisés aujourd’hui, CRISPR-Cas13 peut éditer l’ARN, qui jusqu’à présent n’avait pas été freiné dans le processus d’édition.

Étant donné que le SRAS-CoV-2, le coronavirus qui cause la maladie COVID-19, est un virus à ARN, ce nouvel accessoire d’édition peut être utile aux chercheurs sur les coronavirus, ont déclaré les scientifiques.

L’auteur principal Alex Meeske, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de l’auteur principal Luciano Marraffini, professeur à l’Université Rockefeller, avait soupçonné qu’une protéine (bactériophage) hébergée dans Listeria pourrait être utile pour l’édition d’ARN.

Au début de cette étude, Meeske a contacté Wiedmann, un expert en sécurité alimentaire, pour obtenir des échantillons génétiques bactériens de sa collection de pathogènes alimentaires. Le doctorant du laboratoire Wiedmann Jingqiu Liao a réduit les perspectives d’environ 1 500 candidats bactériens à 62 souches.

Le laboratoire Wiedmann a transféré ces échantillons à Rockefeller, où la stagiaire Alice Cassel a séquencé les 62 souches et isolé 20 protéines candidates.

Une souche se démarquait: Listeria seeligeri, une bactérie inoffensive présente partout dans le sol. Contrairement à son féroce cousin, le pathogène d’origine alimentaire L. monocytogenes, il ne provoque pas de maladie humaine.

Les scientifiques de Rockefeller ont découvert que la protéine AcrVIA1 – dérivée de L. seeligeri – a instantanément arrêté le processus d’édition CRISPR. « AcrVIA1 peut être très utile pour contrôler l’application de Cas13. Tout ce que le Cas13 édite, cette protéine anti-CRISPR peut s’arrêter », a déclaré Meeske. « C’est un ‘kill switch’ que vous pouvez utiliser pendant le processus d’édition CRISPR, et c’est devenu un outil supplémentaire dont nous disposons. »

Wiedmann a expliqué que les scientifiques peuvent désormais travailler sur les problèmes d’ARN avec des moyens plus précis. « Cet outil nous donne plus de précision », a-t-il déclaré.