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En induisant des cassures double-brin (DSB), il est possible d'initier la recombinaison de l'ADN. Pendant longtemps, il n'a pas été possible d'utiliser l'induction de DSB pour une ingénierie efficace du génome en raison du manque d'un moyen pour cibler les DSB à des sites spécifiques. Cette limitation a été surmontée par le développement de méganucléases modifiées et de domaines de liaison à l'ADN synthétiques. Des domaines dérivés de facteurs de transcription à doigt de zinc ou d'effecteurs similaires à des activateurs de transcription peuvent être conçus pour reconnaître presque n'importe quelle séquence d'ADN. En fusionnant ces domaines avec les domaines d'édonuclease d'une enzyme de restriction de classe II, un dimère d'édonuclease actif peut être formé, introduisant un DSB spécifique au site. Des études récentes démontrent que les knockouts de gènes via la jonction non-homologue ou la modification de gènes via la recombinaison homologue deviennent courants dans de nombreuses espèces de plantes. En créant un seul DSB génomique, un knockout complet d'un gène, l'intégration spécifique de séquences d'ADN étranger ou la modification subtile d'acides aminés individuels dans un domaine protéique spécifique peuvent être réalisés. L'induction de deux DSB ou plus permet des réarrangements génomiques complexes tels que des suppressions, des inversions ou l'échange de bras chromosomiques. Le potentiel pour une ingénierie contrôlée du génome chez les plantes est énorme. Le système basé sur l'ARN CRISPR/Cas récemment découvert, un nouvel outil pour induire plusieurs DSB, et des applications techniques sophistiquées, telles que le système de ciblage génique in planta, sont d'autres étapes dans ce développement. À l'heure actuelle, l'accent reste mis sur l'ingénierie de gènes individuels ; à l'avenir, l'ingénierie de génomes entiers deviendra une option.
Puchta et al. (Vendredi,) ont étudié cette question.