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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 ARN (ARNi) et les mécanismes de défense des plantes. Pour mettre en oeuvre cette technologie à grande échelle, des chercheurs du CNRS et de l'Université d'Helsinki en Finlande ont développé, dans les bactéries, 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 d'ARN, l'ARNdb n'est pas stable dans le milieu naturel. Dans les plantes, les ARNdb sont pris en charge par les voies naturelles d'extinction 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 ARN-dépendante permet d'obtenir des molécules d'ARNdb longues et fidèles. Le génome 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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