Des chercheurs utilisent CRISPR/Cas9 pour augmenter la photosynthèse

Publié le 10 Juin, 2024

Une équipe de l’Innovative Genomics Institute de l’Université de Californie à Berkeley (UCB) a réussi à augmenter l’expression de gènes dans une culture vivrière en modifiant l’ADN en amont. Alors que d’autres études ont utilisé l’outil d’édition génétique CRISPR/Cas9 pour supprimer ou réduire l’expression de certains gènes, cette nouvelle recherche publiée dans Science Advances [1] est la première, selon les chercheurs, qui est parvenue à augmenter l’expression de gènes et l’activité photosynthétique en aval [2].

Une preuve de concept sur le riz

Selon la Food and Agriculture Organization (FAO), le riz fournit au moins 20 % des calories mondiales. Or comme il ne possède qu’une seule copie de chacun des trois gènes clés de photoprotection des plantes, il constituait un système « idéal » pour cette étude.

L’ampleur des changements obtenus a surpris les chercheurs. « Je pense que cela montre à quel point les plantes et les cultures ont de la plasticité », a déclaré Dhruv Patel-Tupper, auteur principal de l’étude. « Nous pouvons exploiter cette ‘marge de manœuvre’ pour apporter des changements importants en quelques années seulement afin d’aider les plantes à pousser plus efficacement ou à s’adapter au changement climatique », estime le chercheur.

Leurs résultats montrent en outre que « leur approche n’a pas compromis l’activité d’autres processus essentiels ». Toutefois, s’ils ont pu montrer que « cette méthode est possible », seul environ 1% des plantes qu’ils ont produites présentait le phénotype souhaité.

S’affranchir des règlementations ?

Nous avons montré que nous pouvons utiliser CRISPR/Cas9 pour « obtenir les mêmes avancées que dans les approches traditionnelles de sélection végétale, mais sur un caractère très ciblé que nous voulons modifier et à une échelle de temps beaucoup plus rapide », analyse Dhruv Patel-Tupper.

« C’est certainement plus difficile que d’utiliser l’approche des plantes transgéniques, juge-t-il, mais en changeant quelque chose qui existe déjà, nous pourrions être en mesure d’éviter les problèmes réglementaires qui peuvent ralentir la vitesse avec laquelle nous mettons des outils comme celui-ci entre les mains des agriculteurs » (cf. Nouvelles techniques génomiques : une proposition de règlement « sans justifications scientifiques » pour l’Anses).

 

[1] Dhruv Patel-Tupper et al, Multiplexed CRISPR/Cas9 mutagenesis of rice PSBS1 non-coding sequences for transgene-free overexpression, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adm7452.

[2] Cette étude a été menée dans le cadre de Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE), un projet de recherche international dirigé par l’université de l’Illinois qui vise à augmenter la production alimentaire mondiale en développant des cultures vivrières qui transforment plus efficacement l’énergie solaire en nourriture. Il a reçu le soutien de la Fondation Bill & Melinda Gates, de la Fondation pour la recherche sur l’alimentation et l’agriculture et du Foreign, Commonwealth & Development Office du Royaume-Uni.

Source : Phys.org, University of Illinois at Urbana-Champaign (07/06/2024)

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