Bataille des brevets autour de la propriété intellectuelle des nouvelles techniques d’édition du génome

Le site Inf’OGM analyse une décision récente sur les nouvelles techniques d’édition de gènes CRISPR-Cas9. Le 1er mars 2022, l’Office des brevets et des marques des États-Unis a mis fin à un litige sur leur propriété industrielle. Il attribue le brevet de cette technique sur les cellules eucaryotes (animales et végétales) au Broad Institute (Harvard) et celui sur les cellules procaryotes à l’université de Californie (Berkeley). De son côté, l’Office européen des brevets n’a délivré qu’un seul brevet, à l’université de Berkeley, accueillant la chercheuse J. Doudna. Rappelons que celle-ci a rédigé en 2012, avec E. Charpentier, le premier article scientifique sur cette technique, récompensée en 2020 par le prix Nobel de chimie.

Source : Inf’OGM

Les enjeux éthiques de la modification du génome des animaux

Après un avis consacré aux nouvelles techniques d'amélioration génétique des plantes (2018), le comité consultatif d'éthique commun Inra-Cirad-Ifremer a publié, fin 2019, un avis sur la modification génétique des animaux par les technologies d’édition du génome. Les auteurs rappellent l'importance, pour la compréhension des mécanismes d'expression et de régulation des gènes (via leur inactivation ou modification ciblée), des techniques récentes d'édition du génome et de mutagenèse dirigée (notamment Crispr-Cas9 – voir à ce sujet un précédent billet sur ce blog). Elles posent de nouvelles questions éthiques à la sélection génétique animale, analysées dans cet avis.

Le comité se penche d'abord sur l'édition du génome des animaux de rente. Toutes les espèces domestiques sont en effet potentiellement concernées par des modifications de ce type, visant à améliorer la santé des animaux (ex. : résistance à l'influenza aviaire pour les volailles), à modifier des caractères liés à l'élevage (ex. : bovins sans cornes) ou des caractères de production (ex. : inhibition de la production de protéines allergènes). Le comité estime que la prise en compte et l'amélioration du bien-être animal doivent être au cœur des nouvelles stratégies de sélection, sans toutefois chercher à adapter des animaux à des conditions d'élevage difficiles.

Pour les auteurs, de telles modifications génétiques doivent procurer des avantages aux animaux, aux consommateurs et à la société. Ils recommandent alors que chaque projet de recherche soit soumis à un comité réunissant chercheurs, acteurs des filières et société civile, en amont des travaux.

Dans une deuxième partie, le comité étudie les techniques d'édition du génome des espèces considérées comme nuisibles, notamment celle du forçage génétique (gene drive), pour contenir les populations d'insectes ravageurs ou vecteurs de maladies. Ce forçage repose sur la propagation des modifications génétiques apportées et il contredit donc les mesures habituelles de biosécurité (confinement). Les auteurs considèrent que, vu le caractère « rudimentaire » des connaissances actuelles, ces techniques comportent trop d'incertitudes sur leur efficacité et leurs effets écosystémiques : ils invoquent le principe de précaution et appellent à développer des travaux de recherche dédiés avant de permettre leur utilisation.

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

Source : Inrae

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

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

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

Lancement d’une campagne de séquençage du génome porcin en Allemagne

Dans le cadre de la Veille scientifique et technologique produite par les services scientifiques des ambassades de France, un article du 29 janvier 2016 fait état du lancement récent, par deux universités allemandes, d’une campagne de séquençage du génome porcin à partir d’une cohorte de 3 500 porcs de plusieurs races, parmi lesquelles le porc pietrain. Cette étude, programmée jusqu’à la mi-2017, complétera les données sur la taille, le poids et la quantité de viande. On peut rappeler ici que des travaux importants ont déjà été effectués, sur le même sujet, notamment par l’Institut national de recherche agronomique (INRA).

Source : ministère des Affaires étrangères et du Développement international

Des progrès majeurs dans le séquençage du génome de plusieurs plantes commerciales (blé tendre, colza, agrumes)

Plusieurs plantes commerciales ont récemment vu leur génome séquencé, ce qui ouvre la voie à d'importantes avancées en amélioration génétique. Les travaux concernent le blé tendre et le colza, aux génomes quatre à cinq fois plus grands que celui de l'Homme, ainsi qu'une dizaine d'agrumes.

Tout d'abord, l'Inra de Clermont-Ferrand, leader au sein du Consortium International de Séquençage du Génome du Blé (IWGSC), vient de déchiffrer la première séquence de référence du chromosome 3B du blé tendre. Une première ébauche du génome complet de cette céréale est donc désormais disponible. Ce résultat a nécessité « la mise au point d’une stratégie originale de séquençage, le développement d’outils bioinformatiques et l’identification de plusieurs dizaines de milliers de marqueurs moléculaires ». Publié dans la revue Science, ce travail devrait permettre d'identifier des caractères d'intérêt (résistance aux bio-agresseurs, à la sécheresse, amélioration des rendements, etc.). Le Consortium souhaite maintenant terminer le séquençage des 20 autres chromosomes dans les trois ans qui viennent.

Le même type de travaux a été mené sur le colza, par un consortium international d’une trentaine d’instituts de recherche, piloté par l’Inra et le CEA (Genoscope) : ils ont permis de déterminer la séquence de référence du génome complet du colza, ainsi que celle d’une collection de variétés représentant la diversité de cette espèce. La grande majorité des gènes du colza étant dupliqués, les chercheurs ont également pu étudier le « dialogue » entre ces gènes : ils suggèrent que ces derniers peuvent servir de « réservoir important de diversification, d’adaptation et d’amélioration ». Comme précédemment, ces travaux, publiés dans Science, pourraient déboucher sur d'importantes améliorations génétiques (teneur et composition en huile, résistance à des pathogènes, tolérance au froid, etc.).

Enfin, une équipe internationale a séquencé le génome d'une dizaine d'agrumes (oranges, mandarines, pamplemousses, etc.). Ces travaux ont révélé l'histoire de la domestication des agrumes et les liens entre les différentes espèces. Ils ont également démontré leur faible diversité génétique, ce qui pourrait menacer leur survie face aux maladies (ex : maladie du Dragon jaune). Ce travail souligne ainsi la nécessité de créer de nouveaux types d'agrumes permettant de mieux résister aux stress et aux bio-agresseurs.

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Sources :

Blé tendre : Inra

Colza : Inra

Agrumes : Nature biotechnology