Quelle est la différence entre assemblage d’extrémité non homologue (NHEJ) et réparation dirigée par homologie (HDR)?

L’édition du génome CRISPR tire parti de la capacité de Cas9 à induire des cassures double brin d’ADN ciblées (DSB) généralement à quelques nucléotides en amont de la séquence PAM. La réparation ultérieure des DSB chromosomiques par la cellule peut être classée en deux catégories de voies de réparation: la jonction d’extrémité non homologue (NHEJ) et la réparation dirigée par homologie (HDR). À la base, les extrémités NHEJ-break peuvent être ligaturées sans modèle homologue, tandis que HDR-breaks nécessite un modèle pour guider la réparation.
Le NHEJ est un mécanisme de réparation très efficace qui est le plus actif dans la cellule. Il est également sensible aux erreurs de mutation fréquentes dues aux insertions et délétions de nucléotides (indels). Le HDR est considéré comme le mécanisme dominant pour une réparation précise de l’ORD, mais souffre d’une faible efficacité car il nécessite une similitude de séquence plus élevée entre les brins d’ADN donneurs coupés et intacts. Il y a moins d’erreurs ou de risques de mutations si le modèle d’ADN utilisé lors de la réparation est identique à la séquence d’ADN non endommagée d’origine.1,2
Lors de modifications apportées à un gène à l’aide de CRISPR, la population de cellules transfectées contiendra une combinaison d’allèles réparés par NHEJ et réparés par HDR. L’ADN édité par HDR est beaucoup plus souhaitable pour assurer des modifications contrôlées.

1. H. Ghezraoui, et coll., « Les translocations chromosomiques dans les cellules humaines sont générées par une jointure finale non homologue canonique », Cellule Mol 55 (6): 829-842, 2014.
2. M. Jasin et R. Rothstein. « Réparation des ruptures de brins par Recombinaison homologue », Cold Spring Harb Perspect Biol 2013.