L’amélioration de la qualité et de la productivité des cultures par la modification de leurs propriétés d’origine afin d’accroître leur résistance aux parasites et aux conditions météorologiques extrêmes existe depuis longtemps.
Diverses méthodes ont été utilisées, comme les croisements, la recombinaison génétique et la modification du génome. Mais chacune d’entre elles demande du temps et des efforts.
Récemment, cependant, une équipe du RIKEN et de l’université de Kyoto est devenue la première au monde à contrôler efficacement les protéines qui influent sur les caractéristiques d’un organisme en visant simplement les petits organes à l’intérieur des cellules en y pulvérisant de l’acide nucléique.
Méthodes de modification conventionnelles
L’hybridation fait partie des méthodes utilisées pour modifier les caractéristiques. Elle consiste à croiser des plantes d’espèces différentes, par exemple une variété qui a bon goût avec une autre qui est résistante aux parasites, pour créer une nouvelle plante qui hérite des deux caractéristiques positives. Cependant, il faut plusieurs centaines, voire plusieurs milliers d’années de croisements pour sélectionner les caractéristiques. Le développement d’une nouvelle espèce de cette manière est un long processus.
La modification génétique permet d’obtenir certaines caractéristiques en insérant dans le génome des plantes cultivées des gènes liés à la caractéristique en question. Par exemple des gènes de résistance à la sécheresse ou des gènes permettant d’obtenir des fruits plus gros. Mais l’emplacement des gènes dans le génome d’origine est laissé au hasard, ce qui peut introduire des caractéristiques indésirables. Il est donc nécessaire de gérer strictement la sécurité et la sélection des espèces, ce qui demande du temps, des efforts et un coût élevé.
Ces dernières années, l’édition du génome a également attiré l’attention. Au lieu d’introduire de nouveaux gènes de l’extérieur, les traits sont modifiés en coupant et en éditant un gène spécifique dans le génome existant à l’aide de « ciseaux » enzymatiques. Par exemple, s’il existe un gène qui limite la production de nutriments, il peut être détruit pour produire des cultures plus nutritives. Cependant, cette méthode nécessite également des efforts, des coûts et un haut degré de sécurité.
Produire des substances détestées par les ravageurs
L’équipe de recherche étudie l’amélioration de la résistance du soja aux parasites. Les punaises sont les ennemis naturels du soja. Elles sucent le jus des gousses de soja et en inhibent la croissance et la qualité. Les exterminer avec des pesticides demande des efforts et est coûteux. La question est donc de savoir s’il est possible d’amener les graines de soja à créer des substances que les punaises n’aiment pas. Si l’information génétique qui permet de fabriquer ces protéines répulsives pour les punaises est envoyée dans les cellules, leur résistance aux parasites peut augmenter.
Cependant, la modification génétique et l’édition du génome posent de nombreux problèmes et prennent beaucoup de temps.
Existe-t-il un moyen plus simple de modifier les caractères ? À la suite d’études répétées, l’idée d’utiliser une substance appelée « peptide pénétrant dans les cellules (CPP) » a été développée.
Un CPP, qui est une série de courtes chaînes d’acides aminés, est capable de traverser la membrane entourant les cellules végétales et de pénétrer à l’intérieur de celles-ci. S’il est associé à des acides nucléiques artificiels contenant les informations nécessaires à la production des protéines souhaitées, mélangé à de l’eau pure et pulvérisé, les plantes devraient être facilement modifiées.
Les résultats obtenus sont susceptibles de faire progresser considérablement la modification des cultures. Il n’est pas nécessaire de procéder à une modification génétique ou à une édition du génome. Et selon la conception des acides nucléiques artificiels et des PPC, il est possible de modifier librement les protéines à synthétiser, les gènes qui inhibent certaines fonctions et les organites à cibler.
Keiji Numata, professeur à l’université de Kyoto et chef de l’équipe, a déclaré : « Étant donné que l’on peut modifier les caractéristiques des plantes à l’aide d’un simple spray, on peut facilement l’appliquer à un large éventail de domaines.
