L’interférence ARN, la NBT pour moduler l’expression des gènes

Fleur de pétunia, les expériences sur cette espècede plante ont conduit à la découverte des l'interférencepar ARN, une NBT conçue pour moduler l'expression des gènes.Depuis la découverte au milieu des années 90 de l’interférence par ARN (acide ribonucléique, proche de l’ADN), la communauté scientifique s’est passionnée pour le sujet, offrant de toutes nouvelles perspectives au développement d'une NBT (New Breeding Techniques). De manière inattendue, l’introduction de gènes pour renforcer une caractéristique d’une plante pouvait en effet conduire au résultat inverse. Par exemple, ajouter des gènes pour rendre plus intense la couleur rouge des pétunias aboutissait, dans certains cas, à des pétunias blancs.
Ce type d’expériences a permis de mettre en lumière que les caractéristiques d’un organisme ne se limitent pas à son ADN. La transcription de l’ADN en ARN messager, à l’origine de la synthétisation des protéines par la cellule, peut également être influencée.

 

Une technique pour « doser » l’expression des gènes

 

L’ARNm (messager), qui « porte » l’information génétique dans le cytoplasme de la cellule, peut être neutralisé par un autre type d’ARN dit « interférent » (ARNi). Ce dernier va se combiner à l’ARNm (il faut une concordance parfaite entre les deux), le rendant inopérant et empêchant ainsi la synthèse des protéines correspondantes. Pour cela, des enzymes s’associent aux ARNi pour bloquer et dégrader les ARNm :

Particularité du phénomène : il peut être modulé, selon la quantité d’ARNm et d’ARNi présents dans le cytoplasme. L’expression d’un gène est ainsi complètement éteinte, si tous les brins d’ARNm lui correspondant sont neutralisés par des ARNi. Par contre, dans le cas où seulement une partie des ARNm seraient neutralisés, le gène s’exprimera partiellement.
Pour les pétunias rouges, l’ajout de gènes codant pour la couleur rouge a provoqué une flambée de la production d’ARNi, neutralisant complètement l’expression de ces gènes, laissant la plante incolore. Tout est donc fonction de la quantité d’ARNi présente.

 

Un outil aux possibilités étendues

 

Concrètement, l’action d’ARNi dans la cellule peut être obtenue par plusieurs moyens, permettre différents types d’effets, et être transitoire ou permanente.

 

Première piste explorée par les chercheurs, un gène dit « antisens » peut être ajouté dans l’ADN d’une plante. Ce gène antisens produit des ARNi qui vont s’associer aux ARNm du gène dont on veut bloquer ou limiter l’expression.
Cette possibilité est particulièrement utile pour « vacciner » une variété de plantes contre un virus. Ce dernier code en effet son propre matériel génétique dans l’ADN des cellules de son organisme hôte. Lorsque les gènes du virus produisent de l’ARNm, le gène antisens qui correspond à l’un des gènes du virus produit de l’ARNi, et bloque la production de nouveaux virus, stoppant la contagion cellulaire. De cette manière, il est possible de créer des lignées de végétaux résistants à des maladies. Le gène antisens ne s’exprime que dans le cas de la présence du virus, sinon il reste silencieux.
L’ajout d’un gène dans l’ADN d’une variété permet d’assurer la transmission du trait aux générations suivantes de plantes, qu’il s’agisse d’une résistance à une maladie ou de la suppression (ou au contraire de  favoriser la production) d’un composé chimique produite par la plante.

 

L’ARNi peut également être directement introduit dans l’organisme d’une plante. Il est même possible de le faire grâce à un simple spray. Cette manière d’agir est particulièrement intéressante pour produire un effet temporaire, les ARNi étant dégradés au cours du temps par les cellules. Il peut s’agir de conférer une protection temporaire à une plante ou, au contraire, de créer un produit phytosanitaire entièrement biologique, qui ciblera des espèces de plantes spécifiques.

 

Développée depuis le milieu des années 90, l’interférence par ARN, utilisée commeune NBT (New Breeding Techniques) se perfectionne et a déjà abouti à la création de nouvelles variétés répondant à des enjeux alimentaires, sanitaires et environnementaux :
- Manioc sans cyanure (linamarine)
- Graines de coton comestibles, grâce à la suppression des toxines naturelles
- Variétés de tomates sans allergènes ou dont les composés antioxydants ont été stimulés
- Papayers résistants au virus des taches en anneaux
- Pavots sans alcaloïdes opiacés
- Plant de tabac sans nicotine
- Plant de café sans caféine
- Pomme qui ne brunit pas

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