Ryan réalise ses rêves scientifiques dans le cadre d'un projet d'édition génétique sur le campus

Cassidy Ryan, étudiante en chimie, a passé cet été sur le campus à utiliser des techniques d'édition génétique pour modifier les gènes d'organismes vivants dans l'espoir d'améliorer sa compréhension de la fonction des gènes – un projet soutenu par les dons d'anciens élèves.

Vivement intéressée par les sciences et les mathématiques, Cassidy Ryan souhaite depuis longtemps une carrière de scientifique. Ces aspirations deviennent possibles grâce à la recherche de premier cycle et aux entreprises universitaires à Rose-Hulman.

La jeune étudiante en chimie (avec une mineure en génie chimique) a passé cet été à utiliser des techniques d'édition génétique pour modifier les gènes d'organismes vivants dans l'espoir d'améliorer sa compréhension de la fonction des gènes. L'exploitation de ces connaissances pourrait également permettre aux scientifiques de développer des moyens de traiter éventuellement diverses maladies génétiques ou acquises et d'avoir un impact sur l'agriculture et la biotechnologie.

Au sein du laboratoire de projets spéciaux du département de génie chimique d'Olin Hall, Ryan a utilisé le système d'édition du génome le plus largement utilisé, CRISPR/Cas9, pour couper la séquence d'ADN d'un organisme, permettant ainsi l'élimination de l'ADN existant et l'insertion d'un ADN de remplacement.

Le processus d’édition génétique en plusieurs étapes commence par l’introduction de l’enzyme nucléase Cas9 et de l’ARN guide vers les cellules. L'ARN guide se lie à une séquence d'ADN spécifique, qui indique à l'enzyme Cas9 exactement où couper l'ADN. Sur le site coupé, l'ADN d'origine peut être remplacé par un nouvel ADN lors de la réparation, permettant ainsi des modifications dans un organisme qui pourraient aider, par exemple, à développer des cultures plus nutritives ou à éradiquer des maladies infectieuses.

« Il est difficile de créer de nouveaux protocoles dans ce domaine scientifique relativement nouveau », a reconnu la professeure agrégée de génie chimique Irene Reizman, PhD, qui est également titulaire de la chaire Alfred R. Schmidt pour l'excellence en enseignement. En tant que conseillère pédagogique de Ryan, elle pensait qu'un projet de recherche d'été dans son laboratoire serait une excellente opportunité éducative. Le laboratoire compte des étudiants de premier cycle qui développent des biocapteurs à cellules entières pour réduire la formulation de sous-produits dans les fermentations industrielles et d'autres applications.

Ryan était prêt à relever le défi, déclarant : « C'est ce que j'aime faire : me lancer dans la science. Lorsque le Dr Reizman m'a parlé de ce projet, j'avais hâte de commencer.

Il a fallu cinq tentatives pour obtenir une percée significative lorsqu'elle a réussi à amplifier des molécules d'ADN par réaction en chaîne par polymérase, puis à vérifier qu'elles étaient correctes en les séparant à l'aide d'un courant électrique, un processus appelé électrophorèse.

"Une fois la préparation de la recherche terminée, je savais que j'avais quelque chose et que j'étais en route", a déclaré Ryan, portant une blouse de laboratoire blanche et des gants bleus jetables alors qu'il travaillait en laboratoire sur les prochaines étapes du projet. « J'aime travailler sur les choses, dépanner et obtenir des connexions optimales pour toutes les différentes étapes. Je fais les choses une étape à la fois, un jour à la fois. S'il y a plus de succès que d'échecs et que des progrès sont réalisés, je suis satisfait.

Ce projet de recherche sur l'édition génétique est soutenu par un fonds de recherche en génie chimique fourni par Cecil Witherbee, ancien élève en génie chimique de 1968, et son épouse, Sherry. Le fonds soutient d'autres étudiants en génie chimique sur des projets d'été. Les anciens étudiants ont publié des articles de recherche dans des revues savantes et ont participé à des conférences de premier cycle, ce qui constitue la base pour fréquenter des études supérieures.

L'intérêt de Ryan pour la science s'est développé dès qu'il était lycéen à Hoffman Estates, dans l'Illinois, une banlieue de Chicago. Au cours de sa première année, elle a effectué sa première visite à Rose-Hulman après avoir pris connaissance de la réputation de l'institut en tant que leader national dans l'enseignement de premier cycle en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques.

«Mon père m'a dit que je devais visiter Rose-Hulman car elle était très appréciée en tant qu'université STEM. J'ai été impressionnée et j'avais hâte de profiter de chaque occasion pour revenir me rendre visite », a-t-elle fait remarquer. «J'ai toujours été une personne soucieuse des sciences et des mathématiques et je savais que Rose-Hulman me convenait bien.»