La production haute-fidélité d'ARNdb: vers une utilisation en protection des cultures ?

Publié par Adrien le 19/03/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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Afin de se protéger des agents pathogènes qui menacent les plantes cultivées et la sécurité alimentaire, les agriculteurs utilisent des pesticides chimiques qui présentent des risques potentiels pour la santé et l'environnement. De nouvelles stratégies de protection des cultures consistent en l'application externe d'ARN double brin (ARNdb) pour déclencher l'interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type...) ARN (ARNi) et les mécanismes de défense des plantes. Pour mettre en oeuvre cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...), des chercheurs du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Helsinki en Finlande ont développé, dans les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...), un système de synthèse d'ARNdb très efficace et précis. Cette étude a été publiée le 26 Février 2018 dans la revue Plant Biotechnology Journal.


Figure: Feuilles de Nicotiana benthamiana infectées par un virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise...) de la mosaïque du tabac marqué par la GFP (green fluorescent protein)
© Annette Niehl et Manfred Heinlein

Contrairement aux pesticides chimiques, les ARNdb sont des composés naturels omniprésents, biocompatibles et biodégradables. Comme toute molécule d'ARN, l'ARNdb n'est pas stable dans le milieu naturel. Dans les plantes, les ARNdb sont pris en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) par les voies naturelles d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque...) de l'ARN et sont dégradés sans produire de nouveaux résidus dans les produits alimentaires.

Les chercheurs ont utilisé des composants du bactériophage phi6 pour créer un système de production d'ARNdb stable et précis chez les bactéries Pseudomonas syringae. Contrairement à d'autres systèmes de production d'ARNdb qui reposent sur l'appariement de molécules d'ARN simple brin préalablement synthetisés, le système phi6 permet l'obtention directe de molécules d'ARNdb. L'utilisation du complexe de réplication phi6 et de son ARN polymérase (Les polymérases (nom tiré de polymère) (EC 2.7.7.6/7/19/48/49) sont des enzymes qui...) ARN-dépendante permet d'obtenir des molécules d'ARNdb longues et fidèles. Le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...) du bactériophage phi6 a été reprogrammé pour multiplier les séquences d'ARNdb homologues du virus de la mosaïque du tabac (TMV). En respectant la taille naturelle des ARNdb du bactériophage phi6 et en maintenant les éléments requis pour une réplication et un "packaging" efficace, une production stable d'ARNdb de TMV est obtenue. Les ARNdb dérivés de TMV produits ont inhibé la propagation du TMV lorsqu'ils ont été appliqués à des plantes infectées.

Ce système de production d'ARNdb ouvre la voie à l'utilisation des molécules d'ARNdb comme une approche efficace, très flexible, non transgénique et respectueuse de l'environnement pour protéger les cultures contre les virus et d'autres agents pathogènes.
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