Gene drives may be capable of addressing ecological problems by altering entire populations of wild organisms, but their use has remained largely theoretical due to technical constraints. Here we consider the potential for RNA-guided gene drives based on the CRISPR nuclease Cas9 to serve as a general method for spreading altered traits through wild populations over many generations. We detail likely capabilities, discuss limitations, and provide novel precautionary strategies to control the spread of gene drives and reverse genomic changes. The ability to edit populations of sexual species would offer substantial benefits to humanity and the environment. For example, RNA-guided gene drives could potentially prevent the spread of disease, support agriculture by reversing pesticide and herbicide resistance in insects and weeds, and control damaging invasive species. However, the possibility of unwanted ecological effects and near-certainty of spread across political borders demand careful assessment of each potential application. We call for thoughtful, inclusive, and well-informed public discussions to explore the responsible use of this currently theoretical technology.
Titre de l'article
A propos des conducteurs de gènes guidés par l'ARN pour les changements des populations sauvages
A propos des conducteurs de gènes guidés par l'ARN pour les changements des populations sauvages
Introduction à l'article
Cet article se base sur le potentiel des conducteurs de gènes guidés par l'ARN basés sur la méthode utilisant l'endonucléase Cas9. Les auteurs fournissent différentes aptitudes, limites et stratégies concernant les conducteurs de gènes. L'endonucléase Cas9 est aujourd'hui beaucoup utilisée en tant qu'outil du génie génétique, notamment pour trouver des solutions de lutte contre la malaria. Les auteurs mettent ici en avant plusieurs paramètres à prendre en compte avant d'appliquer ces méthodes de manière concrète sur le terrain, notamment du fait que des caractères modifiés réduisent la fitness des individus, qui vont, en conséquence, être éliminés par sélection naturelle.
Cet article se base sur le potentiel des conducteurs de gènes guidés par l'ARN basés sur la méthode utilisant l'endonucléase Cas9. Les auteurs fournissent différentes aptitudes, limites et stratégies concernant les conducteurs de gènes. L'endonucléase Cas9 est aujourd'hui beaucoup utilisée en tant qu'outil du génie génétique, notamment pour trouver des solutions de lutte contre la malaria. Les auteurs mettent ici en avant plusieurs paramètres à prendre en compte avant d'appliquer ces méthodes de manière concrète sur le terrain, notamment du fait que des caractères modifiés réduisent la fitness des individus, qui vont, en conséquence, être éliminés par sélection naturelle.
Expériences de l'article
Les auteurs ne proposent pas de réelle expérience dans cet article mais présentent différents éléments à prendre en compte afin de renforcer l'efficacité de ces méthodes de transgenèse, notamment des facteurs moléculaires. Les auteurs mettent également en avant plusieurs limites aux conducteurs de gènes qui pourraient survenir, ainsi que diverses applications de l'utilisation de conducteurs de gènes guidés par ARN.
Le principe de base de cette méthode consiste à insérer une portion d'ADN dans le génome de l'organisme d'intérêt, le conducteur de gène. Lors de la reproduction, chaque parent (un représentant sauvage et un représentant génétiquement modifié) va transmettre une copie de son ADN. Le descendant aura donc une copie de chaque brin. L'expression du brin issu du parent modifié va conduire à une découpe dans le brin issu du parent sauvage, le but étant que le mécanisme de réparation se fasse par recombinaison homologue, afin d'avoir la portion génique d'intérêt dans chaque brin.
Les auteurs ne proposent pas de réelle expérience dans cet article mais présentent différents éléments à prendre en compte afin de renforcer l'efficacité de ces méthodes de transgenèse, notamment des facteurs moléculaires. Les auteurs mettent également en avant plusieurs limites aux conducteurs de gènes qui pourraient survenir, ainsi que diverses applications de l'utilisation de conducteurs de gènes guidés par ARN.
Le principe de base de cette méthode consiste à insérer une portion d'ADN dans le génome de l'organisme d'intérêt, le conducteur de gène. Lors de la reproduction, chaque parent (un représentant sauvage et un représentant génétiquement modifié) va transmettre une copie de son ADN. Le descendant aura donc une copie de chaque brin. L'expression du brin issu du parent modifié va conduire à une découpe dans le brin issu du parent sauvage, le but étant que le mécanisme de réparation se fasse par recombinaison homologue, afin d'avoir la portion génique d'intérêt dans chaque brin.
Résultats de l'article
Le premier point consiste à augmenter l'efficacité de découpage des séquences d'ARN, en utilisant plusieurs guides d'ARN et non un seul. Il faut éviter le découpage de séquences initialement non ciblées (phénomène pouvant se produire et qui réduit la fitness de l'organisme). Les séquences coupées sont ensuite réparées par les mécanismes de réparation propres à l'organisme, et il faut s'assurer qu'elles le soient via une recombinaison homologue, afin que chaque brin comporte le conducteur de gène. Il faut également empêcher l'évolution d'une résistance des organismes vis-à-vis de ces mécanismes, et ce en multipliant les sites cibles (cela va limiter l'impact des mutations et de l'apparition d'une résistance pour l'un des sites ciblés).
Les limites concernant les gènes conducteurs sont le nombre de générations nécessaires à la propagation, le fait que les espèces asexuées ne sont pas affectées et les changements génomiques dirigés par le conducteur ne sont pas permanent à l'échelle évolutive.
Le premier point consiste à augmenter l'efficacité de découpage des séquences d'ARN, en utilisant plusieurs guides d'ARN et non un seul. Il faut éviter le découpage de séquences initialement non ciblées (phénomène pouvant se produire et qui réduit la fitness de l'organisme). Les séquences coupées sont ensuite réparées par les mécanismes de réparation propres à l'organisme, et il faut s'assurer qu'elles le soient via une recombinaison homologue, afin que chaque brin comporte le conducteur de gène. Il faut également empêcher l'évolution d'une résistance des organismes vis-à-vis de ces mécanismes, et ce en multipliant les sites cibles (cela va limiter l'impact des mutations et de l'apparition d'une résistance pour l'un des sites ciblés).
Les limites concernant les gènes conducteurs sont le nombre de générations nécessaires à la propagation, le fait que les espèces asexuées ne sont pas affectées et les changements génomiques dirigés par le conducteur ne sont pas permanent à l'échelle évolutive.
Rigueur de l'article
Cet article semble rigoureux car il étudie de manière approfondie les différentes précautions à prendre et les limites pouvant se présenter aux méthodes d'intérêt.
Cet article semble rigoureux car il étudie de manière approfondie les différentes précautions à prendre et les limites pouvant se présenter aux méthodes d'intérêt.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article permet d'avoir un modèle à suivre concernant la mise en place et la réalisation correcte de ces méthodes impliquant des conducteurs de gènes. Cet article apporte une vision à l'échelle microscopique (et sur une échelle de temps courte) de l'influence et de l'impact de ces méthodes, ce qui permet de compléter la vision fournie par David et al. (2013) qui portait sur une échelle plus globale (interactions écologiques, effets évolutifs) à propos du lâcher d'organismes génétiquement modifiés.
Cet article permet d'avoir un modèle à suivre concernant la mise en place et la réalisation correcte de ces méthodes impliquant des conducteurs de gènes. Cet article apporte une vision à l'échelle microscopique (et sur une échelle de temps courte) de l'influence et de l'impact de ces méthodes, ce qui permet de compléter la vision fournie par David et al. (2013) qui portait sur une échelle plus globale (interactions écologiques, effets évolutifs) à propos du lâcher d'organismes génétiquement modifiés.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.