The invention provides for systems, methods, and compositions for altering expression of target gene sequences and related gene products. Provided are structural information on the Cas protein of the CRISPR-Cas system, use of this information in generating modified components of the CRISPR complex, vectors and vector systems which encode one or more components or modified components of a CRISPR complex, as well as methods for the design and use of such vectors and components. Also provided are methods of directing CRISPR complex formation in eukaryotie cells and methods for utilizing the CRISPR-Cas system. In particular the present invention comprehends the engineering of optimized modular CRISPR-Cas enzyme systems.La présente invention concerne des systèmes, des méthodes et des compositions permettant de modifier lexpression de séquences géniques cibles et de produits géniques associés. Linvention concerne des informations structurales sur la protéine Cas du système CRISPR-Cas, lutilisation de ces informations dans la production de constituants modifiés du complexe CRISPR, des vecteurs et des systèmes de vecteurs codant pour un ou plusieurs constituants ou constituants modifiés dun complexe CRISPR, ainsi que des méthodes pour la conception et lutilisation de tels vecteurs et constituants. Linvention concerne également des méthodes de direction de la formation du complexe CRISPR dans des cellules eucaryotes et des méthodes dutilisation du système CRISPR-Cas. La présente invention comprend en particulier le génie de systèmes enzymatiques CRISPR-Cas modulaires optimisés.