Edition génomique CRISPR pour obtenir des variétés végétales plus productives et nutritives

Une nouvelle étude de l’IBMCP de l’université UPV facilite l’utilisation de la technique d’édition génomique CRISPR sur les plantes.

Une équipe de chercheurs de l’Institut de biologie moléculaire et cellulaire végétale (IBMCP), centre mixte de l’Université polytechnique de Valence (UPV) et du Conseil national espagnol de la recherche (CSIC) a franchi une nouvelle étape pour faciliter l’édition génomique des plantes. Leur percée permettra l’utilisation des systèmes CRISPR – couper-coller génétique dont le père est Francis Mojica, originaire d’Alicante -, qui ouvre la porte à l’obtention de nouvelles variétés plus productives et nutritives, plus résistantes aux épidémies, agents pathogènes et autres menaces environnementales telles que comme la sécheresse ou les températures extrêmes. Les travaux des chercheurs de l’IBMCP ont été publiés dans The Plant Journal.

Les nouvelles technologies d’édition du génome issues des systèmes CRISPR / Cas de bactéries et archées permettent d’éditer à volonté les informations génétiques de pratiquement tous les organismes, ce qui représente une véritable révolution dans le domaine de la biotechnologie. Cependant, dans le cas des plantes, l’édition du gène CRISP / Cas continue d’être un processus laborieux qui demande du temps et un déploiement expérimental important. Désormais, la percée des chercheurs de l’IBMCP le rendrait plus facile et plus rapide.

Chez les plantes, afin d’exprimer les réactifs nécessaires à l’édition souhaitée du génome – typiquement une nucléase Cas et des ARN guides (sgRNA) -, il doit y avoir au préalable une transformation génétique du tissu végétal, généralement avec la bactérie Agrobacterium tumefaciens. Une alternative pour rationaliser ce processus consiste à utiliser une lignée transformée avec une nucléase Cas, par exemple Cas9, et à exprimer les sgRNA avec un vecteur viral.

José Antonio Darós, chercheur scientifique du CSIC à l’IBMCP

Dans le processus d’édition, la nucléase Cas9 coupe l’ADN génomique à la position souhaitée guidée par les sgRNA. Ainsi, alors que Cas9 est un élément commun dans tous les processus d’édition, les sgRNA changent en fonction de la génération à éditer, ce qui rend le processus plus difficile.

La solution tourne autour des vecteurs dérivés des virus végétaux qui, grâce à leurs capacités de réplication et de mouvement, peuvent exprimer des niveaux élevés d’ARNsg dans tous les tissus de la plante en très peu de temps. Les chercheurs de l’IBMCP ont développé un nouveau vecteur viral dérivé du virus X de la pomme de terre qui permet l’expression simultanée de plusieurs sgRNA d’une manière simple et efficace.

«Les résultats de nos recherches ont montré comment plusieurs sgRNA peuvent s’exprimer avec ce vecteur viral sans avoir à les séparer avec des signaux pour les traiter. Même ainsi, des niveaux élevés d’édition sont atteints dans tous les gènes », explique Mireia Uranga, l’un des co-auteurs de l’étude. Les chercheurs de l’IBMCP ont également vérifié comment de nouvelles plantes peuvent être générées à partir des graines des plantes infectées par le vecteur avec un génome parfaitement édité et exempt de virus. «Ce type de progrès technologique rationalisera considérablement l’obtention de nouvelles variétés de plantes aux propriétés nutritionnelles et agronomiques améliorées», conclut José Antonio Darós.