À l’aide du nouvel algorithme FLSHclust, les chercheurs ont identifié 188 modules génétiques rares et inconnus liés à CRISPR, y compris un système CRISPR-Cas révolutionnaire de type VII. Cette découverte, issue de l’analyse d’une vaste base de données de 8,8 paires de bases contenant 8 milliards de protéines, met en évidence la diversité inexploitée des systèmes CRISPR.
Les chercheurs utilisant le nouvel algorithme FLSHclust ont découvert 188 modules génétiques uniques liés à CRISPR, y compris un nouveau système CRISPR-Cas de type VII, dans une base de données massive de protéines. Cette percée améliore notre compréhension des systèmes CRISPR et de leur potentiel en matière d’innovations biotechnologiques.
Les chercheurs ont développé un nouvel algorithme, FLSHclust (« flash cluster »), conduisant à la découverte de 188 modules génétiques rares et inconnus liés à CRISPR. Cela inclut un nouveau système CRISPR-Cas de type VII trouvé parmi des milliards de séquences protéiques. Les résultats de cette approche offrent de nouvelles possibilités pour exploiter les systèmes CRISPR et explorer la grande diversité des protéines microbiennes.
L’impact croissant de CRISPR dans la biotechnologie
Les systèmes CRISPR jouent un rôle déterminant dans le développement d’une gamme de méthodes biomoléculaires innovantes, en particulier dans l’édition du génome médiée par CRISPR/Cas. L’identification de nouveaux systèmes CRISPR peut faire progresser considérablement ces biotechnologies, ce qui pourrait aboutir à des thérapies génomiques plus sûres et plus efficaces. Traditionnellement, la boîte à outils CRISPR a été élargie grâce à des recherches informatiques dans les bases de données de séquences protéiques.
FLSHclust : une solution pour l’analyse des données sur les protéines
Cependant, les algorithmes existants ont du mal à gérer les ensembles de données en croissance rapide qui contiennent désormais des milliards de protéines. Pour surmonter ce défi, Han Altae-Tran et son équipe ont créé FLSHclust (clustering rapide basé sur le hachage sensible à la localité). Ce nouvel algorithme regroupe les protéines en fonction de la similarité des séquences et peut analyser rapidement et efficacement de vastes bases de données de séquences protéiques, une tâche que les méthodes actuelles ne peuvent pas accomplir efficacement.
Recherche et résultats innovants
Pour tester FLSHclust, Altae-Tran et al. l’a appliqué à la recherche de systèmes CRISPR rares dans une base de données métagénomique de 8,8 paires de bases, qui comprenait 8 milliards de protéines et 10,2 millions de matrices CRISPR. Leur analyse a conduit à l’identification de 188 gènes associés à CRISPR jusqu’alors inconnus. Notamment, ils ont également découvert et détaillé une nouvelle classe de système CRISPR contenant du Cas-14, de type VII, qui cible ARN.
Systèmes CRISPR rares et potentiel futur
Selon les résultats, les systèmes nouvellement identifiés étaient rares et beaucoup ne comprenaient qu’un seul cluster sur les près de 130 000 clusters liés à CRISPR révélés par FLSHclust.
« La découverte d’un phénomène jusqu’alors inconnu cas Les gènes et les systèmes CRISPR élargissent considérablement la diversité CRISPR connue, en soulignant la polyvalence fonctionnelle de CRISPR par laquelle des protéines et des domaines jusqu’alors inconnus sont souvent recrutés, soit en remplaçant des composants préexistants, soit en conférant des fonctions nouvellement identifiées à l’échafaudage préexistant de protéines Cas », écrit les auteurs.
« Pris ensemble, les résultats des travaux révèlent une flexibilité et une modularité organisationnelles et fonctionnelles sans précédent des systèmes CRISPR, mais démontrent également que la plupart des variantes sont rares et ne se trouvent que dans des bactéries et des archées relativement inhabituelles. »
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir 188 nouveaux systèmes CRISPR dévoilés par Smart Algorithm.
