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
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 se rencontrent et interagissent l'une avec l'autre. Ce phénomène apparaît souvent en optique avec les ondes...) 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 véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande...), des chercheurs du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) d'Helsinki en Finlande ont développé, dans les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent...), 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 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 (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) 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 transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) par les voies naturelles d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :) de l'ARN et sont dégradés sans produire de nouveaux résidus dans les produits alimentaires.

Les chercheurs ont utilisé des composants du bactériophage (Un bactériophage (ou phage) est un virus n'infectant que des bactéries. En grec, phageton signifie nourriture/consommation. On les appelle également virus bactériens. Ce...) 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 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 espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le...) 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 (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) pour protéger les cultures contre les virus et d'autres agents pathogènes.
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