Jennifer Doudna sert des verres de champagne pour son personnel et ses collègues lors d’une célébration dans le bâtiment de l’Innovative Genomics Institute de l’UC Berkeley après avoir remporté le prix Nobel de chimie. (Photo de l’UC Berkeley par Brittany Hosea-Small)

Jill Banfield est une professeure de Berkeley qui étudie la structure, le fonctionnement et la diversité des communautés microbiennes dans les environnements naturels et le microbiome humain. Dans ce Fonction «On My Mind», elle décrit comment elle a rencontré Doudna pour la première fois, qui a remercié Banfield lors de la conférence de presse de mercredi.

Au début des années 2000, mon laboratoire travaillait sur le développement d’une méthode d’échantillonnage génomique de toute la diversité des micro-organismes dans la nature. Nous voulions contourner le problème que la grande majorité des bactéries n’avaient pas été étudiées, car elles ne pouvaient pas être cultivées en laboratoire.

Notre objectif principal était les biofilms bactériens roses qui poussent dans le drainage minier acide de batterie. La recherche était motivée par l’idée qu’en comprenant les microbes présents dans l’environnement, nous pourrions fournir de nouvelles façons de nettoyer la contamination. La méthode que nous développions, appelée métagénomique, consiste à séquencer tout l’ADN d’un échantillon. Cela signifie que nous obtenons des séquences de bactéries, ainsi que des virus de bactéries (appelés phages) qui les infectent.

Nous en savions peu sur les séquences génétiques répétées appelées CRISPR dans les génomes, et nous avons été étonnés de voir que presque chaque cellule d’un type de bactérie échantillonnée avait un ensemble différent de séquences d’ADN entre les mêmes répétitions CRISPR. Cela était inattendu car les génomes de bactéries étroitement apparentées sont généralement essentiellement identiques les uns aux autres dans toutes les parties de leurs génomes.

Cette variabilité indiquait que les régions CRISPR évoluaient extrêmement rapidement. Plus important encore, nous avons pu voir que les séquences entre les répétitions étaient de petits morceaux des génomes des phages qui coexistaient avec les bactéries.

À un moment donné, Kira Markarova a publié un article spéculatif suggérant que CRISPR-Cas est un système immunitaire qui fonctionne de la même manière que l’ARNi. Je n’étais pas familier avec l’ARNi, alors j’ai tapé «RNAi et UC Berkeley» dans un navigateur Web et le nom de Jennifer est apparu. En fait, aujourd’hui, j’ai refait cette expérience, et le nom de Jennifer (Doudna) est de nouveau venu en tête de liste!

Je ne connaissais pas Jennifer à ce moment-là, mais c’est par hasard qu’elle a répondu lorsque je l’ai contactée. Lorsque nous nous sommes rencontrés en personne, j’ai été vraiment surpris – en fait, ravi – qu’elle était clairement enthousiaste et disposée à commencer des recherches sur le sujet. À l’époque, aucun de nous ne pensait aux applications de ces systèmes – nous étions juste étonnés de penser que les bactéries pouvaient avoir un système d’interférence qui était quelque peu analogue à celui des humains.

Pendant de nombreuses années, notre travail a emprunté des chemins parallèles; elle a étudié les mécanismes enzymatiques et mon laboratoire a étudié comment la course aux armements bactéries-phages façonne les communautés microbiennes et les cycles géochimiques qu’elles induisent. Ce n’est que quelques années plus tard que l’article qui a lancé CRISPR-Cas en tant qu’outil d’édition du génome a été publié par Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier et leurs collaborateurs.

De temps en temps, Jennifer et moi nous rencontrions (généralement au café Free Speech) et parlions de collaboration. Il y a quelques années, le travail de mon laboratoire avait progressé au point que nous pouvions appliquer la métagénomique même aux environnements les plus complexes et nous avions des séquences de nombreux nouveaux systèmes CRISPR-Cas. Nous avons donc finalement travaillé ensemble pour étendre la boîte à outils CRISPR-Cas.

Je suis tout simplement ravi du prix Nobel décerné à Jennifer. Je pense que cela est particulièrement bien mérité, non seulement pour l’article fondateur, mais aussi pour le grand nombre de travaux qu’elle a produit sur tous les aspects de la biologie et des applications de CRISPR-Cas, ainsi que pour son leadership international dans ce domaine.