Étude fonctionnelle des protéines alternatives par un outil de criblage génomique CRISPR/Cas9

Les protéines codées dans notre génome sont des acteurs clés dans le fonctionnement de nos cellules, où elles jouent des rôles extrêmement variés. Étudier leur fonction est donc primordial pour comprendre le fonctionnement de nos cellules, de nos organes, et du corps humain. À la suite du séquençage du génome humain terminé en 2003, les chercheurs ont donc tenté d’y trouver toutes les parties encodant des protéines (les gènes), en utilisant la règle « un gène, une protéine » en vigueur à l’époque. Il a été estimé à l’époque que notre génome encode 20 000 protéines différentes, et les outils de recherche pour les étudier ont alors fleuri, accélérant significativement nos connaissances de leurs fonctions. Cependant, de nombreux travaux au cours des dernières années ont remis en cause cette règle, et il est désormais évident qu’un grand nombre de nos gènes codent en fait pour plusieurs protéines. Ces nouvelles protéines qui avaient été précédemment ignorées sont appelées protéines alternatives, et elles sont exprimées dans nos cellules en parallèle de celles qu’on connaissait déjà, dites protéines de référence. On estime que plus de 30 000 protéines alternatives différentes peuvent être exprimées dans nos cellules. Étant donné leur découverte tardive, et le fait qu’elles sortent du dogme « un gène, une protéine », les protéines alternatives restent largement non-caractérisées à ce jour, et seulement quelques groupes de recherche à travers le monde les étudient. Il est nécessaire de remédier à cela pour que l’étude de la fonction de TOUTES les protéines, de référence ou alternatives, puisse avancer efficacement.

Fort de mon expertise en édition du génome, en approches «omiques» et bio-informatique, je propose de développer un outil puissant qui pourra propulser l’étude de la fonction des protéines alternatives par toute la communauté des sciences de la vie. Nous modifierons une méthode déjà répandue, qui utilisera la technologie d’édition du génome CRISPR/Cas9 (agissant comme des ciseaux moléculaires pour découper l’ADN) pour tester simultanément et efficacement si des milliers de protéines alternatives jouent un rôle dans un processus cellulaire donné. Nous débuterons par le processus simple de division/mort cellulaire, pour découvrir des protéines alternatives qui y contribuent de manière importante. Nous éluciderons ensuite le moyen par lequel elles y participent, en identifiant leur localisation dans les cellules, les partenaires avec lesquelles elles interagissent, et les effets qu’elles ont sur l’expression globale des gènes. Après avoir démontré le potentiel de notre nouvel outil pour étudier la fonction de milliers de protéines alternatives, celui-ci sera distribué au reste de la communauté scientifique afin d’accélérer la découverte des fonctions dans nos cellules de ces petites machines moléculaires trop longtemps ignorées.