Séquençage du génome du légionnaire d'automne, papillon ravageur

Dans un article publié le 25 septembre 2017 dans Scientific Reports, une équipe de chercheurs de l'Inra, du CEA et de l'Inria présente les résultats de ses travaux sur le séquençage du génome de Spodoptera frugiperda, papillon de nuit appelé légionnaire d'automne. Ce ravageur des plantes, polyphage à l'inverse de la plupart des lépidoptères herbivores, s'attaque indifféremment aux cultures de maïs et de riz, comme de coton et de soja. Très invasif, présent d'abord sur le continent américain puis en Afrique depuis 2016, il constitue aujourd'hui une menace pour le continent européen. À partir de l'analyse de deux génomes de S. frugiperda (variants maïs et riz), les chercheurs ont pu décrypter trois groupes de gènes distincts, impliqués respectivement dans la reconnaissance des plantes-hôtes, la digestion des tissus végétaux et la détoxification des toxines défensives émises par les plantes. C'est dans ce dernier groupe que des gènes potentiellement impliqués dans les résistances aux insecticides ont été découverts. Outre une meilleure compréhension de ces phénomènes de résistance, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives en matière de lutte biologique.

Sources : Scientific Reports, Inra

Le développement de l'agroforesterie dans l'UE handicapé par les difficultés de gestion

Alors que l'agroforesterie est mise en avant pour son apport à la biodiversité et aux paysages, son adoption reste limitée en Europe : les résultats d'une enquête transnationale, menée auprès des parties prenantes (agriculteurs, techniciens, conseillers agricoles, etc.) et visant à identifier les freins à son développement, ont été récemment publiés dans Agroforestry Systems.

Les questionnaires ont été soumis lors d'ateliers thématiques (ou envoyés après), organisés dans 11 pays européens. Quatre types d'agroforesterie y ont été passés au crible, de façon à faire ressortir pour chacun les points positifs et les freins. De manière générale, l'intensité en travail, la complexité des systèmes de production, les coûts de gestion et les difficultés liées à la PAC sont cités comme les principaux freins à l'adoption de l'agroforesterie, d'autant que les avantages économiques paraissent limités en l'absence de rémunération des aménités environnementales et sociales.

Source : Agroforestry Systems

L'augmentation des précipitations due au changement climatique risque d'aggraver la pollution azotée des cours d'eau

Bien que la pollution par les nitrates puisse être maîtrisée par de meilleures utilisation et gestion des terres cultivées, des chercheurs du Carnegie Institution for Science et de l'université de Princeton ont montré, dans une récente étude parue dans la revue Science, que ce sont surtout les changements de régime des précipitations qui contrôlent la quantité d'azote qui s'écoule des terres vers les cours d'eau. Les variations de ce régime induites par le changement climatique affecteront donc – toutes choses égales par ailleurs – le ruissellement de l'azote, augmentant ainsi le risque d'altération de la qualité de l'eau par eutrophisation.

Les auteurs ont exploité les projections de précipitations prévues par 21 modèles climatiques différents, détaillées spatialement à l'échelle hydrologique américaine à huit chiffres (dont l'unité correspond en France au « bassin versant »), sur des régions contiguës. Un scénario climatique de statu quo induirait une augmentation des précipitations totales et extrêmes, et conduirait à une amplification substantielle (en moyenne 19 %) de la charge totale d'azote fluvial aux États-Unis, en particulier dans le nord-est et la corn belt.

Changements prévus du flux d'azote total moyen dans les bassins hydrographiques continentaux des États-Unis pour le scénario climatique de statu quo

(A) Flux d'azote total pour la période historique (1976-2005), en moyenne sur 30 ans et 21 modèles.

(B et C) Variation projetée du flux d'azote total moyen dans un avenir proche (2031-2060) et dans un avenir lointain (2071-2100) par rapport à la période historique : en pointillés, les bassins hydrographiques présentant une variation marquée du flux d'azote total (plus de la moitié des modèles prévoient un changement important et plus de 80 % sont d'accord sur le signe de changement) ; en blanc, les bassins hydrographiques présentant des projections incohérentes (plus de la moitié des modèles présentent un changement important, mais moins de 80 % des modèles sont d'accord sur le signe de changement) ; en couleur sans pointillés, les bassins versants restants. Les contours noirs soulignent le bassin supérieur du Mississippi Atchafalaya et la région nord-est.

Source : Science

La compensation de l'augmentation de la quantité d'azote rejetée dans les cours d'eau représenterait un défi considérable, nécessitant la réduction de 33 % en moyenne des apports globaux d'azote (principalement les engrais dans l'agriculture). Les résultats de l'étude sont propres aux États-Unis, mais les scientifiques ont aussi identifié l'Inde, la Chine et l'Asie du Sud-Est comme étant des régions à haut risque d'augmentation importante de la pollution azotée, due aux changements des régimes de précipitations.

José Ramanantsoa, Centre d'études et de prospective

Source : Science

Nanotechnology in Agriculture and Food Science, Monique Axelos, Marcel Van der Woorde (eds.)

Ce recueil de 19 articles scientifiques signés de chercheurs internationaux présente une vue d'ensemble des différents usages possibles des nanotechnologies dans le domaine alimentaire. Il est coordonné par Monique Axelos, directrice scientifique alimentation et bioéconomie de l'Inra et Marcel Van der Woorde, professeur émérite de l'université de Delft.

En agriculture, le recours aux nanotechnologies permet de diminuer la quantité d'intrants chimiques en les rendant plus réactifs, encapsulés et ciblés sur un couple pathogène-plante. Dans l'agroalimentaire, différents systèmes peuvent contribuer à la salubrité des produits : emballages alimentaires qui, par effet barrière sur les gaz, inhibent la formation des bactéries, ou encore capteurs détectant des substances indésirables dans l'aliment (allergènes, contaminants). L'ouvrage aborde également la question des nanoparticules présentes dans les aliments : protéines naturelles, nanomatériaux organiques manufacturés encapsulant des micronutriments fragiles pour améliorer les qualités nutritionnelles ou organoleptiques, et enfin particules d'additifs alimentaires inorganiques pouvant se retrouver inopinément sous forme nanométrique.

Le recueil n'omet pas les dangers potentiels des nanotechnologies, en lien essentiellement avec les nanomatériaux inorganiques, et inclut des études de toxicologie, sur l'homme via le tractus gastro-intestinal, et sur l’environnement. Il souligne l'importance de l'analyse des risques, liée à la capacité des laboratoires à détecter et caractériser en routine les nanomatériaux.

La position de la Commission européenne en 2009, les présentant comme l'une des six technologies de pointe essentielles en 2020, est rappelée, ainsi que l'investissement dans ce domaine de nombreux pays, misant sur un effet positif sur la production agricole, le développement durable et le gaspillage alimentaire. Certains dispositifs sont déjà effectifs, d'autres encore au stade de la recherche.

Très technique mais complété par des illustrations, ce livre publié en langue anglaise est avant tout destiné à un lectorat professionnel : ingénieurs agronomes, chimistes de l’alimentation, toxicologues, écotoxicologues, administrations, industriels.

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Lien : Wiley

Un nouveau génome de référence pour le maïs

Un article récemment publié dans Nature expose les résultats de travaux de recherche ayant conduit à l'établissement d'un nouveau génome de référence pour le maïs. Les génomes de référence constituent une base de connaissance importante pour comprendre les variations génétiques et phénotypiques des plantes, ouvrant la voie à de possibles progrès en matière d'amélioration génétique et d'augmentation des rendements agricoles. Par une méthode de séquençage génétique sur molécule unique et de cartographie optique haute résolution, les chercheurs ont réussi à améliorer les versions antérieures du génome de référence, par une meilleure caractérisation des régions manquantes, des transposons, des espaces intergéniques et des centromères. Selon les auteurs, ces résultats positifs sur le maïs prouvent qu'il serait envisageable d'appliquer ces méthodes à d'autres plantes cultivées.

Source : Nature

Applications des nanotechnologies en agriculture et agroalimentaire

Une équipe de chercheurs universitaires américains et sri lankais propose, dans le numéro de juillet 2017 de Food Control, une revue de littérature sur l'utilisation des nanomatériaux inorganiques (non présents naturellement) en agriculture et agroalimentaire. Dans le cas des emballages alimentaires, les auteurs soulignent que les nanotechnologies facilitent l'approvisionnement en denrées fraîches et limitent le gaspillage alimentaire, via l'incorporation dans les emballages de substances actives qui ralentissent la multiplication bactérienne. Les nanomatériaux peuvent aussi être utilisés pour encapsuler des nutriments et maintenir leur stabilité sous différentes conditions environnementales (rayons UV, chaleur, pH). D'autres utilisations incluent la mise en place de capteurs permettant d'identifier les denrées corrompues, ou la purification de l'eau, particulièrement utile dans des pays en développement. Des effets des nanoparticules inorganiques ont également été identifiés en agronomie sur la croissance des plantes ou la germination de graines, en appliquant du zinc à l'échelle nanométrique.

Cependant l'utilisation en agroalimentaire des nanoparticules peut être controversée du fait des risques potentiels pour la santé. L'article se réfère à plusieurs études, faisant état de risques en cas de migration de nanoparticules incluses dans l'emballage, de risques environnementaux du fait de la dispersion des effluents, et enfin d'effets toxicologiques potentiels. Des chercheurs, suite à une expérimentation sur des rats, ont ainsi démontré que certains organes (poumons, reins et foie) pouvaient devenir des cibles de particules inférieures à 54 nanomètres. Cet article offre un panorama intéressant des possibilités offertes par les nanotechnologies en alimentation. Il met en valeur les aspects positifs, sans pour autant omettre les risques toxicologiques potentiels, encore relativement peu documentés. On peut noter enfin que les références scientifiques utilisées émanent essentiellement de pays (États-Unis, continent asiatique notamment) dont la réglementation et les enjeux vis-à-vis de ces composants diffèrent de ceux de l'Union européenne.

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Source : Food Control

Estimer les impacts du changement climatique sur les rendements du blé et de l'orge en France : une approche par les modèles statistiques

La connaissance des impacts du changement climatique sur l'agriculture est un enjeu important en matière de stratégies d'adaptation. Les impacts sur les rendements sont typiquement estimés de deux façons : soit en utilisant des modèles agronomiques fondés sur les processus physiologiques des plantes, soit en construisant des modèles statistiques liant rendement des cultures et paramètres pédo-climatiques (pluviométrie, températures, humidité du sol, etc.). Une étude récemment publiée dans la revue Environmental Research Letters estime un modèle statistique du rendement du blé et de l'orge dans le cas de la France, en fonction des variables de température et de précipitations, en combinant des données issues de la statistique agricole avec la base de données E-OBS du projet européen ENSEMBLES. Les auteurs utilisent ce modèle pour simuler les impacts de différents scénarios de changement climatique sur les rendements du blé et de l'orge, et montrent par exemple que, dans le scénario de réchauffement le plus rapide, les pertes de rendement pourraient être substantielles (-17,2 % pour le blé ; entre -16,7 % et -45,8 % pour l'orge de printemps).

Source : Environmental Research Letters

Une cartographie fine du génome de l'orge

Après dix ans de travaux, un consortium international de chercheurs a publié, en avril 2017, un séquençage du génome de l'orge avec une précision inédite. Un tel séquençage se révélait particulièrement complexe en raison de la structure de ce génome, composé de très nombreuses réplications de séquences, qui ont nécessité des approches spécifiques pour obtenir une cartographie fine des chromosomes. Au-delà du cas de l'orge, ce séquençage fin contribue à améliorer la connaissance des gènes d'intérêt agronomique, dont des variants sont retrouvés dans les autres céréales.

Les chercheurs ont par ailleurs pu utiliser cette nouvelle carte du génome de l'orge pour cartographier, à l'échelle des chromosomes, la variabilité génétique de 96 cultivars différents, orges de printemps et orges d'hiver.

Cette analyse met en évidence la très faible diversité génétique sur les aires autour des centromères chromosomiques, et permet de mieux comprendre les mécanismes physiques qui entrent en jeu lors des méioses, à la base de la sélection variétale. Cette cartographie ouvre donc la voie à de nombreux travaux en génétique végétale, pour la recherche fondamentale, la sélection variétale mais aussi, compte tenu des innovations les plus récentes, en sélection génomique.

Source : Nature

Biocontrôle : interaction hôte-parasite et résistance

Dans Proceedings of the National Academy of Sciences, des chercheurs jettent un regard rétrospectif sur l'introduction, en Nouvelle-Zélande, d'une guêpe parasitoïde (Microctonus hyperodae), afin de contrôler la population du charançon argentin des tiges (Listronotus bonariensis). La présence de cet insecte, nuisible aux prairies, a été signalée pour la première fois en 1927, et l'espèce parasitoïde a été utilisée dès le début des années 1990. L'article porte ainsi sur une technique de biocontrôle, autrement dit sur une méthode de protection des végétaux utilisant des mécanismes naturels.

Cette publication repose sur 21 années d'observations de l'interaction hôte-parasite, avec 196 sites répartis dans les îles du Nord et du Sud. Les auteurs montrent que le succès initial de cette technique de biocontrôle est suivi d'un déclin d'efficacité sept ans après l'introduction de la guêpe parasitoïde. Pour ce faire, ils mesurent le pourcentage de parasitisme : ce taux atteint un plateau au bout de 12 ans, correspondant à une baisse de 44 % par rapport aux premières années. Ces résultats sont communs à l'ensemble des sites étudiés et la proximité entre certains sites ne semble pas jouer de rôle. D'après l'approche statistique mobilisée, les variables comme le nombre total d'individus introduits ou les conditions climatiques (moyenne annuelle des précipitations, nombre de degrés jours au-dessus de 10°C) ne sont pas significativement corrélées au taux de parasitisme.

Un essai en plein champ complète ce travail. Les auteurs ont alors mesuré le taux de parasitisme entre deux ray-grass, Lolium perenne, très répandu en Nouvelle-Zélande, et une espèce moins commune (Lolium multiflorum). Leur expérience montre un pourcentage plus faible pour la première plante, confirmant des observations conduites en laboratoire.

Les auteurs discutent enfin de plusieurs explications possibles de cette moindre efficacité, et donc de résistances de l'hôte, comme la faible diversité des plantes et des pressions exercées par d'autres ennemis naturels du charançon. Ils évoquent également des pistes de recherche, en particulier sur les composés organiques volatils émis par les plantes, qui sont susceptibles de déclencher des réponses du charançon ou de la guêpe parasitoïde.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Source : PNAS

Le changement climatique impactera négativement la productivité agricole aux États-Unis

Une étude récente, publiée dans la revue PNAS, s'intéresse à l'impact du climat sur la productivité de l'agriculture américaine. Pour ce faire, des chercheurs américains et chinois ont mesuré, entre 1951 et 2010, les corrélations entre les variations climatiques régionales et celles de la productivité totale des facteurs (PTF), un indicateur de la productivité nationale. Cet indicateur permet de mesurer les évolutions de la production agricole qui ne dépendent pas des intrants (travail et capital). Ils ont également estimé, à l'aide de scénarios de changement climatique, la productivité agricole future des États-Unis.

Depuis 1948, la quantité d'intrants utilisés en agriculture est restée constante, mais la production a augmenté, induisant une augmentation de la PTF de 1,43 % par an en moyenne. En conséquence, les États-Unis produisent aujourd'hui 2,5 fois plus de produits agricoles qu'en 1948, avec le même niveau d'intrants. Cette augmentation est fréquemment attribuée à l'innovation technologique. Cependant, les conditions climatiques locales, qui impactent la production de certaines cultures, peuvent aussi l'avoir influencée, soit de manière positive, soit de manière négative. Cet article propose de distinguer les deux effets.

Distribution géographique des corrélations climat-PTF

Source : PNAS

Les auteurs ont ainsi identifié des régions clés au sein desquelles les variations climatiques ont affecté significativement la productivité nationale. Ces régions diffèrent selon la période, la productivité agricole étant devenue plus sensible au climat à partir de 1981. De 1981 à 2010, ce sont les conditions climatiques des États du Sud-Ouest, du Nord-Est et d'un arc allant du nord du Texas à la côte atlantique qui ont eu un impact sur la productivité. Les résultats montrent que la température et les précipitations touchant ces zones peuvent expliquer environ 70 % des variations de croissance de la PTF (pour la période 1981-2010).

Projections de la PTF jusqu'à 2050

Source : PNAS

Dans l'ensemble, les variations climatiques dans ces régions ont eu un effet négatif sur la PTF mais, jusqu'à présent, cet effet a été compensé par des améliorations technologiques. Cependant, si ces tendances se maintenaient, la productivité agricole pourrait diminuer de 2,84 à 4,34 % par an selon le scénario d’émissions retenu (moyen ou haut respectivement). La productivité agricole pourrait alors retomber aux niveaux des années 1980 d'ici à 2041 (cf. schéma ci-dessus). Pour les auteurs, des politiques publiques d'investissement dans la recherche et le développement d'avancées technologiques significatives seront donc nécessaires pour maintenir la productivité actuelle de l'agriculture américaine.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences

Numérique et agro-écologie : colloque au SIA

Le 1er mars dernier s'est tenu, au Salon international de l'agriculture, un colloque sur la thématique « Numérique et Agro-écologie », co-organisé par l'Inra et l'Irstea. Son objectif était d'aborder la généralisation du numérique dans le secteur agricole, et il s'intéressait notamment à l'utilisation de données issues de nouvelles technologies pour caractériser les systèmes de production existants et explorer les potentialités des systèmes agro-écologiques. Plusieurs intervenants ont exposé les résultats de leurs travaux et les perspectives de recherche sur le sujet.

Parmi les nombreux éléments présentés, on peut retenir des interventions sur les nouvelles technologies permettant de collecter de l'information sur les pratiques culturales. Éric Cahuzac (Inra, ODR) a présenté la plate-forme de l’Observatoire du développement rural de l'Inra. Elle rassemble et met en forme des données individuelles géo-référencées de sources administratives, et permet le calcul d'indicateurs spatialisés à des échelles fines (par exemple, surface en prairies permanentes). Éric Justes (Inra, AGIR) et Éric Ceschia (UPS, CESBIO) ont ensuite présenté les avancées rendues possibles par le déploiement récent de deux nouveaux satellites (Sentinel 1 et 2). Ils permettront de collecter des données tous les 5 à 6 jours, et de créer, à l'échelle parcellaire ou infra-parcellaire, des cartes dynamiques d'occupation des sols, renseignant notamment sur l'utilisation de couverts intermédiaires et l'implantation d'infrastructures agro-écologiques, et de certaines pratiques culturales (travail du sol, par exemple) pour les chercheurs et les décideurs publics. Il sera ensuite possible de déduire de ces données les émissions de gaz à effet de serre générées par l'agriculture et les besoins en irrigation. Toutes ces données devraient permettre d'améliorer le suivi de la transition agro-écologique et d'éclairer cette transition au niveau territorial.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Inra

Peut-on réduire l'usage de produits phytosanitaires sans endommager la productivité agricole ?

Un article, paru dans la revue Nature Plants en février, présente les travaux de l'équipe de N. Munier-Jolain (Inra-Agrosyst) sur l'impact d'une réduction de l'usage de produits phytosanitaires sur la productivité et la rentabilité des exploitations agricoles. Les auteurs ont analysé les données issues des fermes DEPHY, un réseau de 3000 exploitations engagées dans une démarche de réduction d'usage des phytosanitaires et accompagnées dans le changement de leurs systèmes de culture et d'élevage.

Les résultats montrent que réduire la fréquence de traitement sur les parcelles diminue la productivité dans seulement 6 % des cas, principalement dans les exploitations de betteraves et de pommes de terre du Nord de la France. En ce qui concerne la rentabilité, 78 % des exploitations arrivent à la maintenir ou l'augmenter suite à ces changements de pratiques.

Effet marginal de l'indice de fréquence de traitement sur la productivité (a) et la rentabilité (b)

Une pastille verte indique une augmentation, une pastille jaune indique qu'il n'y a pas d'effet et une pastille rouge indique une diminution suite à une réduction du nombre de traitements

Source : Nature Plants

Source : Nature Plants

Le sélénium des sols sous l’influence des changements climatiques

Une publication récente dans PNAS tente de mieux comprendre les mécanismes qui régissent la distribution de sélénium dans les sols à l’échelle globale. En effet, la concentration de cet oligo-élément dans notre alimentation (céréales, légumes secs) dépend de celles dans les sols. Cette étude repose sur 33 421 mesures entre 1980 et 1999, provenant de jeux de données établis pour d’autres usages (data-mining). Elle montre qu’à un niveau global, la distribution de sélénium dans les sols est principalement associée à des variables climatiques (précipitations, indice d’aridité, évapotranspiration). Les chercheurs soumettent leur modèle de distribution au scénario RCP 6.0 du GIEC (à horizon 2080-2099), et concluent à un risque de perte de 8,7 % du sélénium pour 66 % des terres cultivées d'ici la fin du XXIe siècle.

Source : PNAS

Les sols. Intégrer leur multifonctionnalité pour une gestion durable, Antoine Bispo, Camille Guellier, Édith Martin, Jurgis Sapijanskas, Hélène Soubelet, Claire Chenu (coord.)

La fragilité et la préservation nécessaire des sols ont été mises en lumière par plusieurs initiatives internationales, comme le volet « 4 pour 1000 » du Plan d'Action Lima-Paris. C'est dans ce contexte que cet ouvrage collectif restitue et articule les principaux résultats de 22 projets lancés en 2008 et 2009, dans le cadre du programme de recherche finalisée et interdisciplinaire GESSOL. Ces projets contribuent à une meilleure compréhension des usages et des perceptions des sols (partie 1), ainsi qu'à celle de leur capacité à répondre aux enjeux de sécurité alimentaire, de climat, de biodiversité, de filtration et de régulation des contaminants (partie 2). Ils analysent également divers outils et démarches à l'appui des politiques publiques (partie 3).

L'usage agricole des sols figure en bonne place dans l'ouvrage, avec des approches variées. Par exemple, il documente l'intérêt croissant des agriculteurs pour les techniques alternatives d'entretien des sols, comme l'agriculture de conservation, en interrogeant les voies d'accompagnement des changements de pratiques. Il compare les modes de gestion de la vigne afin d'identifier ceux favorables à la biodiversité dans les sols, ainsi que les leviers pour limiter, à l'échelle du bassin versant, la contamination des eaux de ruissellement par les pesticides. Il étudie également le devenir de protéines insecticides dans les sols, afin de prévoir leurs effets à long terme et des stratégies de surveillance. À une autre échelle, il croise les littératures sur les besoins à venir en alimentation, biomasse énergétique et produits biosourcés, avec les modalités d'action permettant d'y répondre. Cette analyse permet ainsi d'asseoir le rôle essentiel des sols pour réussir les transformations nécessaires de nos systèmes productifs.

Plusieurs pistes méthodologiques sont ouvertes. Ainsi, l'un des projets présentés dans la dernière partie explore le potentiel de l'intégration, dans les analyses de cycle de vie, des impacts des activités agricoles sur la qualité des sols. Une méthode est proposée et testée sur la production en Bretagne d'un aliment pour porcs. Elle estime ainsi que, pour en produire une tonne, 102 kg de sol sont érodés, dont 47 % à l'étranger (incertitude estimée à environ 50 %).

Vanina Forget, Centre d'études et de prospective

Lien : Éditions Quæ

Une revue du potentiel des techniques d'ingénierie génétique CRISPR-Cas9

Dans le numéro de septembre 2016 de Nature Biotechnology, J. Doudna et R. Barrangou passent en revue les perspectives offertes par la technologie CRISPR-Cas9 (voir à ce sujet un précédent billet sur ce blog), en termes de recherche fondamentale mais aussi d'applications pratiques. Quatre ans seulement après la publication dans Science de l'article fondateur, cette technologie issue d'un mécanisme bactérien de lutte contre les virus a connu un développement scientifique particulièrement intense dans de nombreux domaines de la biologie. Les auteurs reviennent ainsi sur les principales voies de recherche développées aujourd'hui dans plus de cinquante pays sur le système CRISPR-Cas9 : de l'étude au perfectionnement des outils d'ingénierie génétique, jusqu'à leur application concrète. En effet, ce système, par sa plasticité, sa sélectivité et un coût de mise en œuvre déjà faible, ouvre de nombreuses et prometteuses possibilités concrètes, qui ne sont pas sans poser des questions écologiques et éthiques.

Par exemple, les recherches progressent rapidement dans l'intervention sur le génome des micro-organismes, ouvrant la voie à des moyens de lutte inédits contre les bactéries et virus, capables de cibler des pathogènes au sein d'une population bactérienne, et constituant alors un nouveau type d'antibiotiques à action spécifique. Dans le secteur agricole, de nombreux développements montrent que les outils CRISPR pourraient accélérer la sélection génétique de caractères ciblés. Leur combinaison avec la génomique statistique a déjà permis le développement de porcs protégés contre des virus ou de vaches laitières dépourvues de cornes. Par ailleurs, de nombreux travaux sont déjà menés sur les plantes cultivées (maïs, soja, tomate), et des champignons blancs génétiquement édités pour résister au brunissement ont été autorisés à la production et la commercialisation aux États-Unis, où ils ne sont pas considérés comme « génétiquement modifiés » car ils ne contiennent aucun ADN étranger (à l'inverse des premières générations d'OGM).

C'est probablement dans l'industrie agroalimentaire que les utilisations du système CRISPR-Cas9 sont les plus avancées. C'est d'ailleurs à partir de travaux sur les souches bactériennes lactiques destinées à la fabrication de yaourts que les mécanismes immunitaires des bactéries ont été mis en évidence, conduisant rapidement à la découverte du complexe CRISPR-Cas9. Différentes souches de bactéries lactiques ont ainsi pu être vaccinées contre des virus néfastes. Si les opportunités semblent évidentes en termes de recherche, les techniques d'édition génétique (voire de propagation rapide par gene-drive) soulèvent toutefois de nouvelles questions réglementaires et sociétales.

Jean-Noël Depeyrot, Centre d'études et de prospective

Source : Nature Biotechnology