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Édition génique par CRISPR-Cas9 : trouver, couper et réparer

BiologieBiotechnologies17–18 ans

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Un modèle de l'édition génique dessiné comme dans le manuel. Chargez dans Cas9 l'un des quatre ARN guides et regardez-le parcourir un ADN inventé : il n'ouvre l'ADN qu'à côté d'une séquence PAM et coupe les deux brins là où le guide s'apparie entièrement. Testez chaque guide sur 100 cellules pour repérer les coupures hors cible. Suivez ensuite la réparation de la coupure : la NHEJ relie les extrémités et inactive souvent le gène par décalage du cadre de lecture, tandis que la HDR recopie une matrice de réparation et peut corriger une base erronée. Un troisième onglet traite des usages et de l'éthique : la thérapie de la drépanocytose autorisée en 2023, les cultures éditées, les modèles de recherche, l'édition somatique ou germinale et les bébés édités de 2018.

Leçon : Édition génique par CRISPR-Cas9 : ARN guide, PAM, coupure double brin, réparation par NHEJ et HDR, inactivation de gènes, applications et éthique

Ce qu’elle montre

CRISPR-Cas9 permet de couper l'ADN à un seul endroit choisi. Un ARN guide porte une séquence qui s'apparie avec l'ADN cible, et Cas9 ne coupe les deux brins que là où la cible se trouve à côté d'une courte séquence appelée PAM. La cellule répare ensuite la coupure. Relier directement les extrémités (NHEJ) ajoute ou enlève souvent quelques bases et inactive le gène ; recopier une matrice fournie (HDR) peut introduire une correction. Le modèle utilise un ADN inventé dessiné en blocs colorés, un guide de 10 bases au lieu d'environ 20 et des taux de coupure et de réparation illustratifs.

Mode d’emploi

Dans 1. Trouver et couper, choisissez l'ARN guide dans Cas9 et cliquez sur Lancer pour voir Cas9 examiner chaque site PAM ; touchez un site pour l'agrandir. Tester sur 100 cellules note les coupures dans le gène X et le gène Y. Dans 2. Réparer, choisissez le Gène des cellules, cochez Ajouter une matrice de réparation si vous voulez, puis cliquez sur Lancer pour une cellule ou sur Réparer 100 cellules. Dans 3. Usages et éthique, choisissez Cellules éditées et un Exemple.

Paramètres modifiables

  • Vue 1. Trouver et couper, 2. Réparer, 3. Usages et éthique
  • ARN guide dans Cas9 Guide A, Guide B, Guide C, Guide D
  • Gène des cellules Gène fonctionnel, Gène défectueux (une base changée)
  • Ajouter une matrice de réparation
  • Cellules éditées Cellules du corps (somatiques), Embryon (lignée germinale)
  • Exemple Thérapie de la drépanocytose (2023), Cultures éditées, Modèles de recherche, Bébés édités (2018)

Questions à explorer

  1. Le guide B s'apparie parfaitement avec une portion du gène X, mais Cas9 n'y coupe jamais. Que manque-t-il à côté de cette portion ?
  2. Pourquoi perdre une base à la coupure inactive-t-il souvent le gène, alors que perdre trois bases souvent non ?
  3. Pourquoi une modification faite dans un embryon passe-t-elle aux générations suivantes, mais pas une modification de cellules souches du sang ?

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