CRISPR-Combo peut éditer plusieurs gènes à la fois
Des scientifiques du College of Agriculture and Natural Resources de l’université du Maryland ont mis au point CRISPR-Combo, une méthode permettant de modifier plusieurs gènes dans les plantes tout en changeant simultanément l’expression d’autres gènes.
CRISPR-Combo
Ce nouvel outil permettra des combinaisons de génie génétique qui fonctionnent ensemble pour renforcer la fonctionnalité et améliorer la sélection de nouvelles cultures.
Les avantages de la manipulation de plusieurs gènes à la fois peuvent largement dépasser les avantages d’une seule manipulation. Imaginons, par exemple, qu’un mildiou fasse rage dans les champs de blé, menaçant les moyens de subsistance des agriculteurs et la sécurité alimentaire.
Si les scientifiques pouvaient retirer du blé un gène qui le rend sensible au mildiou et activer simultanément des gènes qui raccourcissent le cycle de vie de la plante et augmentent la production de graines, ils pourraient produire rapidement du blé résistant au mildiou avant que la maladie n’ait la possibilité de faire trop de dégâts.
Prouver ce concept
Yiping Qi et son équipe avaient déjà développé de nouvelles méthodes CRISPR pour réguler l’expression des gènes dans les plantes et modifier plusieurs gènes en même temps. Mais pour développer CRISPR-Combo, ils ont dû établir qu’ils pouvaient exécuter ces deux fonctions de génie génétique en parallèle sans conséquences négatives. Dans ce nouvel article, ils l’ont démontré en utilisant des cellules de tomate et de riz.
« Comme preuve de concept, nous avons montré que nous pouvions éliminer le gène A et réguler à la hausse, ou activer, le gène B avec succès, sans croiser accidentellement et éliminer le gène B ou réguler à la hausse le gène A », a déclaré Qi.
Qi et ses collègues ont ensuite testé CRISPR-Combo sur une plante à fleurs appelée cresson (Arabidopsis), souvent utilisée par les chercheurs comme modèle pour les cultures de base comme le maïs et le blé.
Les chercheurs ont modifié un gène qui rend cette plante plus résistante aux herbicides tout en activant un gène qui provoque une floraison précoce, ce qui produit des graines plus rapidement. Le résultat est une plante de cresson résistante aux herbicides qui produit huit générations en un an au lieu des quatre habituelles.
Un raccourci sans hormones
Actuellement, la culture de plantes génétiquement modifiées à partir de cultures de tissus nécessite l’ajout d’hormones de croissance, qui activent les gènes favorisant la croissance. L’équipe de recherche a raccourci ce processus dans le riz en activant directement ces gènes avec CRISPR-Combo.
Le résultat est un riz génétiquement modifié provenant des cultures de tissus qui ne nécessite pas de supplémentation en hormones. Qi et ses collègues ont constaté que les cultures de tissus cultivées avec leur méthode exprimaient davantage le gène modifié que les tissus cultivés avec des hormones. « Cette méthode permet d’obtenir un processus d’édition du génome très efficace », a déclaré M. Qi.
Des expériences avec d’autres aliments
Maintenant que l’équipe a démontré que sa méthode CRISPR-Combo fonctionne dans une variété de plantes à des fins multiples, elle a l’intention de mener des expériences sur des agrumes, des carottes et des pommes de terre pour tester sa viabilité dans un fruit, un légume et une culture de base.
Ils travaillent également à la création d’un riz doré résistant aux herbicides et à la teneur nutritionnelle accrue, ainsi que d’un riz rouge contenant davantage d’antioxydants.
Cette recherche a été publiée dans Nature Plants.
Source : University of Maryland
Crédit photo : Shutterstock