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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Interrogating native CRISPR arrays to achieve scalable combinatorial screens and dissect genetic redundancy

Description du projet

Cibler plusieurs gènes à la fois afin d’identifier rapidement les redondances

La redondance génétique complique l’identification de la base génétique des phénotypes et son association avec la santé et la maladie. Au sein du génome des organismes supérieurs, il n’est pas rare que deux ou plusieurs gènes remplissent la même fonction, et que l’inactivation d’un ou plusieurs gènes ait peu, voire aucun effet sur le phénotype biologique. La technologie CRISPR, basée sur un phénomène d’édition des gènes au sein des procaryotes, a permis aux chercheurs de localiser et d’altérer un morceau spécifique d’ADN d’une cellule. Cependant, le processus est jusqu’ici capable de localiser deux cibles maximum, ce qui freine les progrès en matière d’identification des redondances. Le projet CRISPRcombo financé par l’UE exploite les possibilités des matrices CRISPR qui produisent naturellement plusieurs ARN guides capables de cibler plusieurs éléments à la fois. Grâce aux matrices CRISPR, les scientifiques développent actuellement un écran génétique à extraction à haut débit capable de cibler plusieurs gènes à la fois. CRISPRcombo compte améliorer de manière drastique notre compréhension des matrices CRISPR ainsi que des mécanismes génétiques impliquant des redondances.

Objectif

A ubiquitous yet poorly understood theme pervading biology is redundancy, wherein seemingly equivalent components drive shared processes. In cases from development to pathogenesis, untangling the ensuing web of potential genetic interactions can be virtually impossible with conventional techniques. CRISPR technologies, with their propensity for multiplexing, are well poised to address this challenge. However, current CRISPR-based screens have not exceeded more than two targets at a time. Here, I will achieve a major leap forward for CRISPR-based screens and dissecting redundancy by harnessing a core yet underexplored part of CRISPR: CRISPR arrays. CRISPR arrays naturally form the immunological memory of CRISPR-Cas systems and produce multiple targeting gRNAs processed from a single transcript. The arrays are highly compact, genetically stable, and can encode hundreds of gRNAs. However, the repetitive repeats within each array have hampered their construction and widespread adoption. My group recently made a breakthrough with the modular one-pot assembly of long arrays and array libraries. This capability grants us the unique opportunity to develop the first high-throughput, CRISPR-based screens that readily scale to many gene targets at a time. In parallel, our first assembled arrays highlighted technical constraints to designing robust and highly active arrays. I posit that native CRISPR arrays have faced similar limitations and thus can inform the design of array libraries. I thus propose to
1) Develop design rules for CRISPR arrays yielding only intended and uniformly abundant guide RNAs.
2) Elucidate and exploit why CRISPR arrays are genetically stable.
3) Perform scalable combinatorial screens using redundancy by small RNAs in E. coli as a compelling case study.
If successful, this project will reveal unexplored properties of CRISPR arrays and, for the first time, achieve scalable combinatorial screens for interrogating redundancy throughout biology.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR INFEKTIONSFORSCHUNG GMBH
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Adresse
INHOFFENSTRASSE 7
38124 Braunschweig
Allemagne
Région
Niedersachsen Braunschweig Braunschweig, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)