L’outil d’édition génomique CRISPR vient de permettre de réaliser l’un de ses exploits les plus impressionnants. Une équipe de scientifiques chinois a réussi à créer une nouvelle espèce : une levure de boulanger avec un seul chromosome. Pendant ce temps, un groupe de chercheurs américains a fait la même chose en utilisant deux chromosomes au lieu d’un.

Pourquoi est-ce si important ? Il aut savoir que le micro-organisme permettant de fabriquer la bière possède généralement 16 chromosomes. À présent, toute cette information génétique est condensée dans un seul et unique chromosome. Cette recherche de pointe pourrait aider à expliquer pourquoi nous les êtres humains, ainsi que de nombreux autres organismes, divisons notre ADN en plusieurs chromosomes différents.

Comme le montre cette levure, il ne semble pas vraiment y avoir de différence si l’ADN se trouve dans un seul chromosome ou dans 16 chromosomes. « C’était le plus gros choc  – que l’on puisse simplement s’en tirer de la sorte et que la levure semble juste hausser les épaules », a déclaré Jef Boeke, généticien de l’université de New York, qui a travaillé sur le projet américain.

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Les chercheurs ont utilisé l’outil d’édition de gènes CRISPR-Cas9, qui  permet de « couper-coller » les gènes, afin de couper les centromères et les télomères des chromosomes (qui maintiennent ensemble chaque chromosome). Ils les ont ensuite cousus ensemble dans une seule chaîne.

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Voici comment la souche de levure nouvellement construite a été coupée et collée par l’outil CRISPR.
Crédits : NYU School of Medicine

Il faut savoir que la levure est un type d’eucaryote, un domaine regroupant tous les organismes, unicellulaires ou multicellulaires, qui se caractérisent par la présence d’un noyau et généralement de mitochondries dans leurs cellules (donc également les êtres humains, les plantes et les animaux).

Étrangement, le nombre de chromosomes d’un eucaryote ne semble pas être associé à la quantité d’informations génétiques qu’il contient ou à la complexité de la créature. Par exemple, une carotte possède 18 chromosomes, un kangourou 16, une carpe 100, un grand requin blanc 82 et un azuré de l’atlas (papillon) 450.

Le fait que changer le nombre de chromosomes ne semble pas modifier l’action des gènes, suggère que ce paramètre est simplement un événement aléatoire de l’évolution. « Nous avons découvert que la levure peut tolérer des changements drastiques dans son nombre de chromosomes, sans que cela ne perturbe l’action des gènes. Une preuve de plus concernant leur robustesse en tant que plate-forme d’ingénierie », a expliqué Boeke.

Cependant, la nouvelle levure a été confrontée à des problèmes de reproduction sexuée. Néanmoins, techniquement parlant, cette levure synthétique 2.0 pourrait être une espèce totalement nouvelle fabriquée par l’homme, car elle ne peut pas se reproduire avec la levure non altérée.

« Au-delà des applications, ce travail met en lumière la trajectoire sauvage des duplications et des fusions chromosomiques accidentelles à travers l’évolution, qui a laissé une espèce de fourmis avec une seule paire de chromosomes et les humains avec 23 paires », a souligné Boeke.

Sources : Nature, Nature (l’étude américaine), Nature (l’étude chinoise)

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