Les domaines à doigts de zinc

Vers la modification de la structure et de l’activité des génomes

Zinc finger proteins: tools for site-specific correction or modification of the genome

Laboratoire d’Étude des Parasites Génétiques, FRE CNRS 2969, Université François Rabelais, Parc Grandmont, 37270 Tours, France

^* sarah.dion@etu.univ-tours.fr
^* sylvaine.renault@univ-tours.fr

Résumé

La modification spécifique de l’expression de gènes et la correction ciblée de gènes impliqués dans de nombreuses maladies (cancer, diabète, etc.) sont devenus des enjeux majeurs des nouvelles thérapies chez l’homme. La découverte des domaines de liaison spécifique à l’ADN de type doigt de zinc (zinc finger, ZF) a permis de développer une technologie adaptée à cette problématique d’intervention ciblée sur le génome. Les ZF sont en effet des modules reconnaissant des séquences ADN spécifiques et assemblables à façon. Les domaines ZF peuvent ensuite être associés à des domaines répresseurs ou activateurs de transcription permettant ainsi de moduler spécifiquement l’expression de gènes impliqués dans l’angiogenèse (par exemple, VEGF-A). De plus, l’association de ZF à un domaine catalytique de type nucléase a également permis de remplacer dans des cellules humaines une copie mutée du gène IL-2Rg (impliqué dans un syndrome d’immunodéficience lié à l’X) par une copie normale. Cette stratégie permet d’envisager à relativement court terme une thérapie efficace d’un grand nombre de maladies génétiques humaines.

Abstract

The ability to achieve site-specific correction or modification of the genome has widespread implications for basic and applied research. Individual zinc finger (ZF) domain recognizes DNA triplets with high specificity and affinity. They are used to create zinc finger protein (ZFP), like the ZF-nucleases, which could be designed to be specific for nearly any site in the genome. These domains can be tandemly linked to recognize DNA sequences of different lengths, with high fidelity. Different methods have been developed to design ZF specifically targeted to any triplet. This modular design offers a large number of combinatorial possibilities for the specific recognition of DNA. By fusing ZF to repression or activation domains, genes can be selectively targeted and switched off and on. Zinc-finger proteins (ZFPs) that recognize novel DNA sequences are the basis of a powerful technology platform with many uses in therapeutics. The ZF have been used as the DNAbinding domains of novel transcription factors (ZFP TFs) which are used to inhibit or activate genes involved in different diseases. ZF-nucleases are developed to modify genes implicated in diffferent diseases. Many clinical trials using ZFPs are currently under investigation.