Nouvelles du Japon. L’arboretum de l’Université de Tokyo

J’avais envisagé d’écrire un commentaire au sujet des élections législatives françaises et je me suis rendu compte qu’un tel projet n’avait aucune signification dans la mesure où les cinq années à venir pour la France se traduiront pas une descente aux enfers à laquelle personne n’échappera sauf les ultra-riches, comme depuis 5 ans, avec la bienveillance du pouvoir en place. Par conséquent je ne m’intéresse plus du tout à ce qui se passe en France, ni en Europe. Voici donc un petit récit qui changera les idées de mes lecteurs. 

Je suis allé me promener dans le jardin botanique de Koishikawa ce vendredi avec mon fils. C’est une véritable forêt d’arbres souvent multicentenaires, tous identifiables par une étiquette mentionnant le nom latin du spécimen. Nous nous somme arrêtés auprès d’un arbre très particulier, de la famille des tilleuls, Tilia miqueliana. Rien de vraiment particulier mais cet arbre fait partie de la courte liste de ceux qui ont survécu à la bombe d’Hiroshima, les arbres « hibakujumoku », littéralement ayant résisté à la bombe. On a dénombré à Hiroshima 170 arbres qui existaient avant l’explosion de la bombe américaine et qui, bien que transformés en poussière par l’explosion, ont vu leur croissance repartir depuis les parties enfouies sous terre et protégées de l’intense chaleur de cette explosion que mon anti-américanisme primaire me pousse à classer comme le crime contre l’humanité le plus insupportable jamais perpétré à l’encontre de civils innocents. Qu’on carbonise des arbres est une chose, certains repoussent, mais rôtir sur places des femmes, des enfants et des vieillards est tout à fait abject.

Voici une illustration des inflorescences du Tilia :

et le nom de l’arbre pas très haut, plutôt touffu :

Il y a aussi des cyprès chauves qui présentent la particularité de présenter des excroissances de leurs racines superficielles assez surprenantes :

Ce jardin vaut le détour parmi la multitude de parcs que compte la ville de Tokyo, peut-être l’une des grandes villes comptant le plus d’espaces verts souvent immenses et quelquefois totalement sauvages comme celui de Yoyogi. Si vous vous rendez à Tokyo consacrez deux ou trois journées de flânerie dans ces espaces préservés qui font partie de la vie des habitants de cette agglomération immense mais au sein de laquelle on peut se retrouver en communication avec la nature.

Le silphium redécouvert deux mille ans après sa disparition …

Durant plusieurs centaines d’années la Cyrénaïque fut occupée par les Grecs et la mise en valeur du silphium et la préservation de sa culture ne furent pas la préoccupation première de ces colonisateurs. Si les Grecs exportèrent vers la Cyrénaïque les oliviers et aussi la vigne ils laissèrent aux habitants locaux le soin de fournir les racines de silphium aux marchands qui les rémunéraient confortablement sans trop se préoccuper de la protection de cette plante. Les Grecs étaient de grands voyageurs et par conséquent ils s’implantaient dans des régions où ils rencontraient un climat propice pour leur survie. C’est ainsi qu’ils créèrent de nombreuses villes et villages en Anatolie et des voyageurs astucieux emportèrent avec eux des graines de silphium pour en faire la culture car celle-ci était fortement rémunératrice. C’est du moins l’hypothèse avancée par le Docteur Mahmut Miski de l’Université d’Istanbul intéressé par les propriétés pharmacologiques des plantes. Il rechercha dans la littérature ancienne quelles étaient les propriétés du silphium. Il découvrit que cette plante maintenant disparue était vraiment magique.

En poursuivant ses recherches bibliographiques le Docteur Miski découvrit qu’un Allemand féru de botanique, Walter Siehe, découvrit en 1909 dans le nord de la province d’Adana en Anatolie une plante qu’il identifia comme faisant partie de la famille des Ferula. Un spécimen envoyé à l’Institut botanique de Leningrad fut identifié comme étant une Ferula drudeana en 1947. Fort de ces données le Docteur Miski décida en 2019 d’effectuer ses propres recherches et il rapporta de la région de la Cappadoce, pendant longtemps occupée par des Grecs, des spécimens, racines, feuilles, tiges et même inflorescences de cette Ferula drudeana pour en étudier les métabolites secondaires, puisque c’était son métier initial. Comme ce fut son hypothèse toutes les localisations de ces plantes se trouvaient aux alentours de villages anciennement habités par des Grecs et cela conforta le fait que des Grecs avaient rapporté de Cyrénaïque des graines de silphium pour tenter de faire fortune dans un endroit au climat propice pour cette plante. Et se rapportant à des monnaies anciennes de Cyrénaïque le Docteur Miski considéra qu’il s’agissait bien de silphium qui avait perduré pendant près de 2000 ans alors que son extinction avait été confirmée par Pline l’Ancien :

Pour vérifier les dires de Theophraste d’Erese le Docteur Miski examina les racines qui étaient très charnues, atteignant parfois plus de 20 cm de diamètre et invariablement recouvertes d’une sorte d’écorce noire. Il restait un énorme travail à effectuer : rechercher ces métabolites secondaires susceptibles d’expliquer les propriétés thérapeutique du silphium telles qu’elles avaient été décrites par les auteurs anciens, grecs ou romains. Utilisant des techniques d’analyse chimique courantes, le Docteur Miski identifia 31 composés chimiques présentant tous des propriétés thérapeutiques reconnues dans la littérature scientifique et médicale allant des maladies cardiovasculaires aux propriétés aphrodisiaques tant recherchées par les Romains, en passant par une régulation du cycle menstruel des femmes et au traitement des fonctions érectiles défaillantes de l’homme. Plus incroyable encore certains des métabolites secondaires de cette plante présentent des activités anti-cancer prouvées in vitro, anti-inflammatoires, anti-angiogéniques et même insecticides contre l’Aedes aegypti comme la myristicine, ou anti-influenza comme le conferol, une incroyable liste qui confirme l’importance qu’avait revêtu le silphium aux temps anciens.

Après cet énorme travail quelle posture adopter dans ces quelques villages occupés par des Grecs il y a plus de 2000 ans ? Il existe des programmes de contrôle de la germination des graines et de l’expansion des surfaces propices à la croissance de Ferula drudeana afin d’assurer la pérennité de cette plante dont l’aspect magique a été largement confirmé par la science moderne et éventuellement d’envisager une exploitation future à des fins thérapeutiques. Il faut près de dix ans pour que la plante fleurisse alors il sera nécessaire d’être très patient, protéger les plantations contre l’intrusion des chèvres et surveiller leur croissance, un travail confié à des villageois de l’Anatolie fiers de contribuer à des recherches médicales sans doute très prometteuses. Il faut féliciter ici le Docteur Miski qui a réalisé tout ce magnifique travail sans aucune aide gouvernementale, convaincu qu’il oeuvrait pour le bien-être de l’humanité.

Source en accès libre : https://doi.org/10.3390/plants10010102 article décrivant toutes les molécules du métabolisme secondaire et leurs propriétés pharmacologiques.

Les propriétés organoleptiques du cacao redécouvertes

Parmi les différentes variétés de cacaoyer, Criollo, Forastero et Nacional il existe aussi le Trinitario, un hybride naturel entre le Criollo et le Forastero. Toutes ces variétés sont issues d’Amérique centrale et des pays du nord de l’Amérique du sud. Elles diffèrent par leur susceptibilité aux ravageurs, leurs rendements et enfin, et surtout leur arôme. Mais il ne suffit pas d’ouvrir le fruit et d’en extraire les graines qu’on appelle aussi des haricots en raison de leur forme pour en préparer du chocolat. Ces graines sont entourées d’une pulpe dont on se débarrasse en accumulant celles-ci et en permettant une sorte de fermentation qui débarrasse les graines de cette pulpe. Il s’agit d’une étape cruciale dans la révélation de l’arôme de ce qui servira plus tard à préparer le chocolat. Cette étape de fermentation est mal contrôlée et provient directement des pratiques ancestrales qui n’ont été que peu modifiées au cours des siècles. Ce processus de fermentation dure en moyenne cinq jours. Les graines débarrassées de cette pulpe parfois par une intervention humaine directe avec les mains voire les pieds puis séchées à l’abri du soleil sont enfin expédiées vers les centres de production de chocolat dont en particulier en Europe dans des conditionnements totalement privés d’oxygène afin de prévenir toute prolifération de larves d’insectes.

La préparation de la poudre de cacao requiert une dernière étape importante et critique, la torréfaction qui va permettre la séparation du corps de la graine de sa peau puis la préparation de la poudre proprement dite, la matière première pour la production du chocolat. La théobromine, un alcaloïde très amer est l’un des principaux constituants de la poudre de cacao, jusqu’à 2 % en poids selon les variétés, d’où le nom de Theobroma cacao pour la plante. Le cacao est également riche en caféine et en une multitude d’autres composés chimiques qui rendent le cacao et le chocolat très recherchés. La « chimie » de l’arôme et du goût du chocolat est complexe et l’équipe du Docteur Irene Chetschik à l’Université des Sciences Appliquées de Zurich à Wädenswil s’est penchée dans le détail de cette composition chimique en la reliant à la saveur perçue pour chaque composant, un point crucial dans cette recherche, car l’appréciation des odeurs et des saveurs se doit d’être objective. Lien :https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c08238

Le but de ces travaux était d’obtenir la meilleure expression de ces composés chimiques. Des graines de cacaoyer de la variété Trinitario non fermentées, c’est-à-dire directement séchées dans des séchoirs à l’abri du soleil et des graines fermentées selon la méthode traditionnelle puis séchées ont été obtenues auprès d’une exploitation agricole au Costa Rica. Au laboratoire les graines non fermentées ont subi un processus dit d’imprégnation humide dans une solution contenant 9 grammes par litre d’acide lactique et 5 % d’éthanol et après réhydratation incubées pendant trois jours en présence d’oxygène à 45 degrés C. Les teneurs en produits odorants de ces trois lots, non fermentés, fermentés et « incubés » ont été comparés par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectrographe de masse et les résultats obtenus avec la poudre de cacao obtenue finalement sont plutôt surprenants comme l’indique l’illustration ci-dessous.

Cette illustration mérite quelques explications. Quelques 29 composés chimiques différents ont été identifiés dans la poudre de cacao. Pour exemple

le 2-phenylethyl acetate a une odeur de fruit sec et la 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone une odeur de caramel. Pour dresser un profil de chaque poudre de cacao obtenue il a été fait appel à des volontaires pour « sentir » ces composés odorants en « double-aveugle » afin d’obtenir un résultat objectif, le goût et l’odorat étant deux sens intimement liés. Le profil sensoriel des trois poudres est très différent. Dix paramètres ont été pris en considération. L’odeur florale, de fruit sec, de malt, de caramel, de verdeur, l’odeur de grillé, de douceur, l’acidité, l’amertume et l’astringence. La poudre provenant de graines non fermentées (en vert) est beaucoup trop astringente, amère et en outre possède trop de verdeur. La verdeur caractérise un vin trop jeune ou un fruit « trop vert », comprenez pas assez mûr, une notion difficile à décrire avec des mots. Les graines fermentées (en noir) ont un profil presque équilibré pour tous ces paramètres mais la surprise avec les graines incubées, tel que cela a été décrit plus haut, montre que la poudre obtenue présente plusieurs caractéristiques améliorant la qualité gustative et les propriétés organoleptiques du produit : moins d’astringence, d’amertume et de verdeur que la poudre traditionnelle obtenue par fermentation et plus d’arômes en général, goût de malt, de fruits secs, de miel, de caramel et enfin cette caractéristique elle aussi difficile également à expliquer avec des mots, la douceur (sweetness en anglais).

Le protocole de maturation des graines de cacao élaboré par l’équipe du Docteur Chetschik présente donc des avantages loin d’être négligeables pour la production d’un chocolat pouvant satisfaire tous les consommateurs de cette « douceur » gustative. Il reste néanmoins un détail technique : comment les producteurs locaux de cette matière première, habitués au processus de fermentation traditionnelle, pourront-ils mettre en œuvre une incubation contrôlée avec une solution alcoolique à 5 % contenant de l’acide lactique. Certes ce sont deux produits très peu coûteux mais la mise en œuvre de ce procédé sur les lieux de production pourrait rencontrer quelques difficultés. En conclusion le procédé mis au point à l’Université de Zurich ouvre la voie à la production de chocolats d’exceptionnelle qualité et en Suisse la qualité n’est pas un vain mot …

Le Docteur Irene Chetschik est vivement remerciée pour m’avoir communiqué un tiré à part de l’article cité en référence au début de ce billet.

Les particularités du jujubier, un végétal « genré »

L’huile de jujubier (Simmondsia chinensis)* est réputée pour ses applications en cosmétique car elle est très riche en acide eicosenoique. Cette huile remplace avantageusement l’huile de baleine en parfumerie. Le jujubier contrairement à ce qu’indique son nom scientifique est originaire des déserts de l’Arizona et de Californie du sud mais a été parfaitement acclimaté dans les contrées semi-désertiques de Chine, le premier producteur d’huile de jujubier. Le jujubier est un buisson résistant aux sécheresses et il présente la particularité d’être une plante dioïque, c’est-à-dire qu’il existe une plante mâle et une plante femelle. L’une des plantes dioïque qui me vient à l’esprit est le papayer mais il en existe d’autres comme le cannabis puisque presque 6 % du règne végétal à fleurs est dioïque. Il existe à propos du jujubier un dimorphisme sexuel : la plante mâle est plus petite que sa contre-partie femelle.

Le génome du jujubier a été récemment élucidé et ce travail réalisé dans le cadre d’une collaboration entre l’Université du Queensland à Brisbane et l’Université King Faisal à Al Hofuf en Arabie saoudite a permis de percer le secret de la nature dioïque du jujubier. Si le génome diffère de seulement 10 millions de bases (Mb) entre le mâle et la femelle, 832 Mb pour le mâle et 822 Mb pour la femelle la différence est très marquée au niveau des chromosomes sexuels comme l’indique l’illustration ci-dessous :

Deux insertions présentes dans le chromosome X ne sont pas présentes dans le chromosome Y alors que ce dernier possède deux insertions Y1 et Y2 absentes dans de chromosome X et ces deux insertions codent pour 429 gènes totalement absents dans le reste du génome. Par comparaison le chromosome Y de l’homme code pour 78 gènes et le chromosome X pour 70 gènes alors que l’ensemble du génome du jujubier code pour 26300 gènes, un peu plus que chez l’homme. De tels travaux semblent fondamentaux et ne peuvent intéresser que les férus de génétique des plantes. Et pourtant en raison du réchauffement du climat annoncé (mais qui tarde à se concrétiser) tout un pan de la recherche en biologie végétale consiste à déterminer quels gènes d’une plante donnée, dans le cas présent le jujubier, pourraient induire dans une autre plante cette exceptionnelle résistance à la sécheresse. D’autre part le chromosome Y de ce buisson maintenant cultivé à des fins commerciales pourrait coder pour des gènes peut expliquer pourquoi il existe une différence entre le nombre de jujubiers femelles par rapport aux mâles selon l’exposition au soleil. Cette différence que peut expliquer ces études génomiques pourrait faciliter, toujours dans le cadre encore hypothétique de transfert de gènes, une plus grande fertilité des plantes en cas de stress hydrique, l’une des hantises des agro-biologistes si le réchauffement du climat venait à se concrétiser. 

En conclusion l’étude du génome des plantes dioïques devient d’un coup un domaine de recherche qui pourrait avoir des applications inattendues.

Source : The Plant Journal, doi : 10.1111/tpj.15509 . *Note. L’article en français de Wikipedia décrit une plante d’origine tropicale qui est différente, il s’agit d’une Rhamnacée du genre ziziphus. Erreur ou négligence ?

Bientôt du « super-riz » ?

Alors que les plantes convertissent la lumière du soleil en sucre, leurs cellules jouent avec le feu. La photosynthèse génère des sous-produits chimiques qui peuvent endommager la machinerie de conversion de la lumière elle-même – et plus le temps est chaud, plus le processus risque de s’emballer car certaines réactions chimiques s’accélèrent et d’autres ralentissent. Maintenant, une équipe de généticiens a conçu des plantes pour mieux réparer les dommages causés par la chaleur, une avancée qui pourrait aider à préserver les rendements des cultures car le réchauffement climatique (?) rendra les vagues de chaleur plus courantes. Et sans une surprise, ce changement a rendu les plantes plus productives à des températures normales.

« C’est une nouvelle passionnante », explique Maria Ermakova de l’Université nationale australienne, qui travaille à l’amélioration de la photosynthèse. La modification génétique a fonctionné dans trois types de plantes – une moutarde (Arabidopsis thaliana) qui est le modèle de plante de laboratoire le plus courant, le tabac et le riz, suggérant que n’importe quelle plante cultivée pourrait être aidée. Le travail a détourné la sagesse conventionnelle des scientifiques de la photosynthèse, et certains biologistes des plantes se demandent exactement comment le gène ajouté produit des avantages. Pourtant, Peter Nixon, biochimiste des plantes à l’Imperial College de Londres, prévoit que l’étude « attirera une attention considérable ».

Lorsque les plantes sont exposées à la lumière, un complexe de protéines appelé photosystème II (PSII, un complexe d’une vingtaine de protéines, de pigments et de manganèse) dynamise les électrons qui aident ensuite à alimenter la photosynthèse ( lien en fin de billet en anglais et illustration ci-dessus). Mais la chaleur ou la lumière intense peuvent endommager une sous-unité clé, connue sous le nom de D1, interrompant le travail du PSII jusqu’à ce que la plante en fabrique et en insère une nouvelle dans le complexe. Les plantes qui produisent du D1 supplémentaire devraient aider à accélérer ces réparations. Les chloroplastes, les organites qui hébergent la photosynthèse, ont leur propre ADN, y compris un gène codant pour la protéine D1, et la plupart des biologistes ont supposé que la protéine devait être fabriquée dans le chloroplaste. Mais le génome chloroplastique est beaucoup plus difficile à modifier que les gènes du noyau d’une cellule végétale.

Une équipe dirigée par le biologiste moléculaire des plantes Fang-Qing Guo de l’Académie chinoise des sciences a parié que le D1 fabriqué par un gène nucléaire pourrait tout aussi bien fonctionner – et être rendu plus efficace – car sa synthèse dans le cytoplasme au lieu du chloroplaste serait protégée des sous-produits corrosifs des réactions photosynthétiques. Guo et ses collègues ont testé l’idée dans la moutarde Arabidopsis thaliana. Ils ont pris son gène chloroplastique codant pour D1, l’ont couplé à une séquence d’ADN qui s’allume pendant le stress thermique et l’ont déplacé vers le noyau.

L’équipe a découvert que les semis modifiés d’Arabidopsis pouvaient survivre à une chaleur extrême en laboratoire – 8 heures et demi à 41 ° C – qui a tué la plupart des plantes témoins. Le même gène d’Arabidopsis protégeait également le tabac et le riz. Dans les trois espèces, la photosynthèse et la croissance ont diminué moins que dans les plantes témoins survivantes à un strress de température. Et en 2017, lorsque Shanghai a dépassé 36 ° C pendant 18 jours, le riz transgénique planté dans des parcelles d’essai a donné 8 à 10% de céréales de plus que les plantes témoins. Le choc thermique a ressemblé à ce qui s’est passé à des températures normales. Les plantes modifiées des trois espèces avaient une meilleure photosynthèse – le taux de photosynthèse du tabac a augmenté de 48% – et elles ont montré une croissance supérieure à celles des plantes témoins. Au champ, le riz transgénique a produit jusqu’à 20% de céréales en plus. «Cela nous a vraiment surpris», dit Guo. «Je sentais que nous avions attrapé un gros poisson.»

Le chercheur vétéran en photosynthèse Donald Ort de l’Université de l’Illinois, Urbana-Champaigne, a déclaré que le groupe présentait des preuves crédibles des avantages de la plante, mais il n’était pas encore convaincu que le D1 fabriqué par les gènes nucléaires aurait pu réparer le PSII dans le chloroplaste. «Tout ce qui est potentiellement important va susciter un certain scepticisme. Il y a beaucoup d’expériences à faire pour comprendre pourquoi cela fonctionne », a-t-il dit.

Guo prévoit de nouveaux tests du mécanisme. Il a également un objectif pratique : une augmentation plus importante du rendement du riz. Le gain de productivité que son équipe a constaté chez Arabidopsis modifié était la plus grande des trois espèces – 80% de biomasse de plus que les témoins – peut-être parce que les chercheurs ont simplement déplacé le propre gène D1 d’Arabidopsis. Guo pense que le rendement du riz pourrait également augmenter s’il pouvait être modifié avec son propre gène chloroplastique plutôt que celui de la moutarde, ce qui « réchaufferait encore plus ces résultats déjà très chauds ».

https://www.nature.com/articles/s41477-020-0629-z

Lire aussi : https://en.wikipedia.org/wiki/Photosystem_II

L’outil CRISPR-cas9 : un espoir pour sauver les bananes ?

La course à l’ingénierie génétique de la banane de nouvelle génération est lancée. Le gouvernement colombien a confirmé le mois dernier qu’un champignon destructeur de bananes avait envahi les Amériques – la source d’une grande partie de l’approvisionnement mondial en bananes. L’invasion a provoqué une nouvelle urgence aux efforts pour créer des fruits qui peuvent résister au fléau.

Les scientifiques utilisent plusieurs approches expérimentales pour sauver la banane. Une équipe australienne a inséré un gène de résistance de bananier sauvage dans la variété commerciale la plus connue – la Cavendish – et teste actuellement ces bananes modifiées au cours d’essais sur le terrain. Les chercheurs se tournent également vers le puissant et précis outil d’édition de gènes CRISPR pour renforcer la résilience de la Cavendish contre ce champignon, connu sous le nom de Fusarium wilt tropical race 4 (TR4) et provoquant la mort des bananiers, maladie initialement appelée maladie de Panama.

La reproduction de la résistance au TR4 dans le Cavendish en utilisant des méthodes conventionnelles (sélection d’hybrides) n’est pas possible car la variété est stérile et se propage par clonage. Ainsi, la seule façon de sauver la Cavendish pourrait être de modifier son génome, explique Randy Ploetz, phytopathologiste à l’Université de Floride à Homestead. La variété Cavendish représente 99% des exportations mondiales de bananes.

James Dale, biotechnologue à l’Université de technologie du Queensland à Brisbane, en Australie, a commencé à recevoir des demandes de renseignements sur ses bananes génétiquement modifiées (GM) en juillet, alors que les premières rumeurs montraient que TR4 avait atteint la Colombie. Ensuite, la Colombie a déclaré une urgence nationale, affirme Dale, « car la menace est immense. »

Une alternative séduisante

Ce n’est pas la première fois qu’une variété de banane commerciale est menacée d’extinction. Dans la première moitié des années 1900, une autre souche du champignon Fusarium appelée TR1 a presque anéanti la meilleure banane de l’époque, la Gros Michel. Mais les agriculteurs avaient un renfort dans la Cavendish, qui était résistante au TR1, assez ferme pour résister à la manipulation pendant l’exportation et avait une texture et un goût largement acceptables. Dans les années 1960, de grands producteurs de bananes comme Chiquita, maintenant basés à Fort Lauderdale, en Floride, se tournaient vers la Cavendish.

Cette fois-ci il n’y a pas d’alternative facile. Rodomiro Ortiz, généticien des plantes à l’Université suédoise des sciences agricoles d’Alnarp, dit qu’aucune espèce de bananier naturelle n’a les qualités qui ont rendu la Cavendish si populaire et la capacité de résister au TR4.

Et le champignon est un adversaire coriace. Il ne peut pas être tué avec des fongicides, et il peut persister dans le sol sous forme de spores jusqu’à 30 ans. Cela a permis au TR4 de se répandre lentement dans le monde, probablement en faisant de l’auto-stop sur du matériel contaminé ou dans le sol. La souche a commencé à détruire les cultures de bananes dans les années 1990 en Asie avant d’envahir l’Australie et les pays du Moyen-Orient et de l’Afrique. Maintenant, TR4 est dans les Amériques, et les chercheurs disent que la Cavendish pourrait s’éteindre complètement au cours des prochaines décennies à moins qu’ils ne puissent modifier cette variété pour la rendre résistante au champignon.

L’équipe de Dale s’est concentrée sur la modification des plantes de Cavendish en insérant un gène de la banane sauvage Musa acuminate malaccensis qui confère une résistance au TR4. Après avoir publié des résultats prometteurs en 2017 à partir d’un petit essai sur le terrain, Dale a commencé une étude plus vaste il y a 15 mois. Dale et ses collègues ont planté des Cavendish transgéniques sur un demi-hectare de terrain infesté de TR4 dans le nord de l’Australie. Les bananes transgéniques se portent bien, dit Dale, tandis qu’environ un tiers des bananes régulières qu’il a plantées à des fins de comparaison sont infectées par le champignon.

Il prévoit de demander aux régulateurs australiens l’autorisation de commercialiser cette banane transgénique Cavendish après la fin de l’étude en 2021. Mais il est impossible de prédire si les autorités donneront leur feu vert, ni combien de temps pourrait durer la procédure d’approbation.

Même si la banane transgénique de Dale obtient l’approbation, la commercialisation pourrait être un problème. Les cultures génétiquement modifiées ont longtemps été confrontées à des pressions publiques dans le monde entier, en particulier en Europe. «Dale possède maintenant d’excellentes bananes qui semblent presque immunisées contre le TR4», explique Ploetz. « Mais la question de savoir si les consommateurs achèteront ce produits est un autre problème. »

Transformer des bananes avec CRISPR

Dans une tentative de rendre les bananes biotechnologiques plus agréables au goût pour les régulateurs, Dale édite également le génome de Cavendish avec CRISPR pour augmenter sa résilience au TR4, au lieu d’insérer des gènes étrangers. Plus précisément, il essaie d’activer un gène dormant dans la Cavendish qui confère une résistance à TR4 – le même gène qu’il a identifié chez M. acuminate var malaccensis. Mais le travail en est encore à ses débuts. « Il faudra encore quelques années avant que ceux-ci ne soient mis sur le terrain pour des essais« , explique Dale.

D’autres chercheurs utilisent CRISPR pour renforcer les défenses de la Cavendish de différentes manières. Leena Tripathi, biologiste moléculaire à l’Institut international d’agriculture tropicale de Nairobi, au Kenya, utilise l’outil d’édition de gènes pour supprimer les gènes Cavendish qui semblent rendre la plante vulnérable au TR4. Jusqu’à présent, elle n’a édité que du tissu Cavendish en laboratoire. La prochaine étape consistera à faire pousser les tissus en jeunes plants (illustration), puis à voir si les plantes survivent à l’exposition au TR4. Des chercheurs philippins ont proposé d’aider à tester la Cavendish édité par Tripathi dans leur pays; TR4 y est présent, mais pas au Kenya.

Enfin une start-up biotechnologique, Tropic Biosciences à Norwich, au Royaume-Uni, essaie d’utiliser CRISPR pour renforcer le système immunitaire de la Cavendish. Toutes les plantes produisent des petits brins d’ARN qui contrôlent l’activité de certains de leurs propres gènes. Et des études récentes suggèrent que certains de ces brins d’ARN peuvent parfois supprimer les gènes des agents pathogènes, paralysant ainsi les envahisseurs. Il s’agit d’un processus naturel d’interférence ARN. La société de biotechnologie utilise CRISPR pour modifier les brins d’ARN dans la Cavendish afin qu’ils réduisent au silence les gènes dans TR4.

Mais on ne sait pas comment les régulateurs du monde entier accueilleront les bananes modifiées par génie génétique. En 2016, le département américain de l’Agriculture a décidé de ne pas réglementer un champignon de consommation courante dont le génome a été édité à l’aide de CRISPR, suggérant qu’il pourrait traiter les bananes éditées de manière similaire. De surcroit les gouvernements de Colombie, du Chili, du Brésil, du Japon et d’Israël ont publié des déclarations officielles indiquant qu’ils pourraient également être indulgents avec les cultures éditées par CRISPR. L’Union européenne a toutefois déclaré qu’elle évaluerait les cultures modifiées génétiquement aussi strictement que les autres aliments génétiquement modifiés.

Ortiz soutient les efforts d’ingénierie des chercheurs, mais il met en garde contre le fait de se concentrer uniquement sur une solution biotechnologique au fléau rampant des bananes. Il y a plus d’un millier d’autres types de bananes en dehors de la Cavendish, dit-il. Ils ne produisent pas des rendements aussi élevés que ceux de la Cavendish, peuvent être expédiées facilement et ont à peu près les mêmes propriétés organoleptiques, et Ortiz dit que les entreprises commerciales de bananes pourraient essayer de créer un marché pour ces variétés alternatives. « Nous devons exploiter la diversité disponible« , dit-il, « et avoir une campagne de marketing qui dit que vous pouvez profiter de la banane par d’autres moyens.« 

Inspiré d’un article publié sur le site de l’hebdomadaire scientifique Nature.

Autres liens à propos des régulations : https://www.nature.com/articles/d41586-018-05814-6

https://www.nature.com/news/gene-edited-crispr-mushroom-escapes-us-regulation-1.19754

Relire aussi sur ce blog : https://jacqueshenry.wordpress.com/2017/11/20/un-immense-espoir-pour-sauver-la-banane/

https://jacqueshenry.wordpress.com/2016/01/15/vers-une-disparition-des-bananiers/

Des peupliers génétiquement modifiés « écolos » !

Le peuplier est un arbre à croissance rapide utilisé pour fabriquer des emballages (de moins en moins), certains contre-plaqués et aussi, et surtout, pour faire du papier. Comme tous les arbres le peuplier fleurit au printemps. Or la floraison, du point de vue du propriétaire d’une plantation de peupliers, est inutile. Les biologistes ont séquencé l’ADN du peuplier en 2006 et cet arbre eut donc le privilège d’être le premier à révéler les secrets de son métabolisme. Depuis il est une plante de laboratoire très étudiée. Au cours des décennies passées les laboratoires nationaux français de recherche agronomique (INRA) mirent au point un peuplier qui ne fleurissait pas en « éteignant » les gènes impliqués dans le processus de floraison dans le but de prouver que la floraison retardait globalement la croissance de l’arbre. Las ! Les organisations opposées aux plantes génétiquement modifiées (OGM) firent le ménage dans les plantations expérimentales en plein-champ. Des millions d’euros provenant du porte-monnaie des contribuables furent ainsi gaspillés au nom de la cause écologiste soutenue par des activistes détestables comme José Bové avec sa clique de faucheurs d’OGMs. L’INRA, dont la direction est envahie d’écologistes (l’INRA s’appelle maintenant INRAE : Institut Nationale de Recherche en Agronomie et Environnement), interdit donc toute modification génétique de quelque plante que ce soit et dans quelque but que ce soit. Ainsi la France a choisi le camp de l’obscurantisme et a perdu le rôle majeur qu’elle jouait à la fin des années 1990 dans le domaine de la modification génétique des plantes mais aussi, ce qui est beaucoup plus grave elle a perdu son expertise dans ce domaine.

Aux Etats-Unis il n’existe pas ce genre de mouvements écologistes, encore qu’il faille être prudent quant aux motivations profondes d’un organisme financier comme BlackRock qui vient officiellement de se désengager des compagnies impliquées dans les énergies carbonées fossiles, mais c’est une autre histoire. Pour la modification génétique des arbres les biologistes de l’Université d’Arizona à Tucson avec la collaboration étroite du Helmholtz Zentrum de Münich en Allemagne ont trouvé un stratagème pour s’affranchir complètement de toute attaque idéologique concernant leurs travaux sur le peuplier. Le peuplier entre en effet dans la panoplie des matières premières pour produire des bio-combustibles mais cet arbre, comme beaucoup d’autres espèces telles que par exemple l’eucalyptus, produit de l’isoprène, un métabolite volatil qui protège la plante contre les stress hydrique ou thermique. L’ensemble du monde végétal produit chaque année environ 600 millions de tonnes d’isoprène qui se retrouvent dans l’atmosphère alors que l’industrie chimique n’en produit que 800000 tonnes. C’est dire l’importance de tenter de construire génétiquement des peupliers qui ne produisent pas d’isoprène. Là où l’astuce a permis à ces biologistes de s’affranchir de toute attaque idéologique de la part des protecteurs de l’environnement réside dans le fait que l’isoprène est aussi « mauvais » pour le climat que le méthane …

Pour arriver à leurs fins les biologistes ont utilisé la technique dite d’ « interférence ARN » qui rend silencieuse l’expression des gènes ciblés au niveau de la traduction en protéine des ARNs permettant la synthèse de ces dernières. Parmi un grand nombre de candidats de souches de peupliers ainsi transformés pour ne plus exprimer l’enzyme final de la synthèse de l’isoprène quelques-uns ont été sélectionnés pour leurs propriétés végétatives satisfaisantes ont donc été choisis pour des essais plain-champ qui ont duré plus de 8 années. Les résultats de ces travaux sont satisfaisants et la croissance des arbres n’est pas affectée par l’absence d’isoprène comme l’indique la figure ci-dessous qui compare les émissions d’isoprène et la photosynthèse où CN est un peuplier témoin non modifié en regard des lignées modifiées.

On peut pronostiquer que les idéologues qui combattent pour la préservation du climat seront satisfaits et que ceux parmi ces idéologues qui combattent les plantes génétiquement modifiées devront se rendre à l’évidence : la modification génétique des plantes présente des atouts qu’il n’est pas possible de nier. Le projet de l’INRA de produire des peupliers incapables de fleurir aurait pu entrer dans cette catégorie puisque leur croissance accélérée, sur le papier puisqu’aucun essai plein-champ de longue durée n’a pu être réalisé, aurait permis de prouver que la fixation de carbone était également améliorée, ce qui en son temps aurait satisfait les écologistes. La morale de cette histoire est que l’idéologie stupide des écologistes qui a envahi tous les niveaux du pouvoir en France a conduit et continuera à conduire à des aberrations économiques que la science, la vraie science et elle seule aurait pu améliorer.

Source et illustrations, PNAS : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1912327117 aimablement communiquée par le premier auteur de la publication qui est vivement remercié ici.

 

 

 

Crise climatique : les délires de certains biologistes.

Il existe une limite à la capture de l’oxygène par les plantes et les algues, dont le plancton photosynthétique, il s’agit du fonctionnement même de la RUBISCO. Pour rappel cet enzyme (illustration), le plus abondant sur la Terre, catalyse la fixation du CO2 sur une molécule de ribulose-1,5-bisphosphate pour former par clivage subséquent deux molécules de 3-phosphoglycérate. Il s’agit du cycle dit de Calvin. Or l’un des plus puissants inhibiteurs de cet enzyme est l’oxygène. Les maraîchers qui travaillent sous serre connaissent l’astuce pour que la RUBISCO fonctionne mieux, il suffit de pratiquer les cultures sous atmosphère enrichie en CO2 et les plantes apprécient, mais le climat – paraît-il – n’apprécie pas … De nombreux laboratoires de par le monde tentent de modifier cet enzyme pour en améliorer le fonctionnement dans le but de « décarboner » plus efficacement l’atmosphère en ces temps de crise climatique aigüe dont il est « urgent » de trouver une solution quitte à y laisser non pas notre peau mais notre porte-monnaie. Des millions de dollars sont engloutis dans diverses recherches mais pour l’instant et à ma connaissance il n’existe toujours pas de résultats significatifs au sujet de la RUBISCO.

Une autre direction pour obliger les plantes à mieux fixer le carbone atmosphérique est soit de les modifier génétiquement pour pousser plus vite, soit de modifier leur métabolisme de base pour qu’elles accumulent plus de matière carbonée. L’INRA en France avait mis au point un peuplier dont la croissance était environ 30 % plus rapide mais des commandos d’écologistes bornés ont détruit les essais plein-champ de ces arbres transgéniques sous le prétexte fallacieux que c’était mauvais pour l’environnement. Les hautes instances qui infléchissent les décideurs politiques au sujet du combat contre le CO2 ont finalement reconnu que mettre au point des arbres génétiquement modifiés était une idée lumineuse, tant pis pour les écolos irrédentistes qui ont contraint l’INRA d’abandonner ce projet financé par les impôts des contribuables français.

Modifier sinon orienter les plantes à stocker plus de produits carbonés qu’elles en ont besoin est une autre approche qui a été choisie par le laboratoire de botanique du Salk Institute dirigé par le Docteur Joanne Chory qui s’est reconvertie à l’ingénierie végétale après avoir sévi dans la recherche sur la maladie de Parkinson. À vrai dire la biologie englobe tout le monde vivant, je suis passé moi-même sans problème des animaux aux plantes sans encombre … L’approche choisie est d’obliger les plantes à produire plus de subérine qu’elles en ont réellement besoin et de stocker ce produit dans leurs racines. Ainsi, pense le Docteur Chory, le carbone sera alors séquestré définitivement. Le laboratoire de cette éminente chercheuse vient d’être doté d’une subvention de 35 millions de dollars par le gouvernement américain et diverses associations pour développer des travaux dans cette direction. La subérine est un constituant de l’épiderme des plantes avec la cutine et les lignines. C’est une matière particulièrement abondante dans l’écorce du chêne liège (Quercus suber) d’où son nom. Il s’agit d’un assemblage complexe hautement hydrophobe qui permet à la plante de réguler dans ses racines les flux entrants et sortants de l’eau.

L’écorce de la partie aérienne des plantes est essentiellement constituée de subérine associée de manière complexe à la lignine. La subérine forme des empilement de lamelles elles-mêmes issues d’un empilement sophistiqué d’acides gras estérifiés avec des acides caféiques, coumariques ou féruliques. Cet ensemble est enfin relié par des « ponts » de glycérol à la structure également très complexe poly-aromatique des parois cellulaires. Autant dire que tenter de modifier tout ce pan du métabolisme végétal relève de la fiction. Peut-être connait-on quelques-uns des enzymes impliqués dans cette voie de biosynthèse mais déréguler l’un ou l’autre de ces derniers pourrait tout simplement conduire à des catastrophes comme par exemple la formation de tumeurs ou encore l’asphyxie de la plante et plus particulièrement des racines puisqu’il s’agit du but ultime de ces travaux, certes ambitieux, mais totalement surréalistes.

L’illustration ci-dessus issue du Salk Institute est un concentré de mauvaise foi, un pamphlet pour obtenir le maximum de subventions pour des travaux de recherche qui n’aboutiront jamais. Il serait plus approprié de revenir aux travaux de l’INRA maintenant abandonnés, la direction de cet organisme étant complètement caviardée par un escouade de gauchistes écologistes qui ne veulent plus entendre parler de modifications génétiques des plantes. Et pourtant un jour prochain, si on veut efficacement infléchir le métabolisme des plantes de manière raisonnée afin que ces dernières captent encore plus de CO2, seule l’ingénierie génétique constituera l’approche incontournable pour satisfaire les instances dirigeantes mondiales qui veulent combattre le CO2.

Source et illustrations : Salk Institute via Foreign Policy

Les plantes se défendent elles-mêmes contre les ravageurs, et c’est très sophistiqué !

Le gazon fraichement tondu dégage une odeur particulière, un mélange d’acide abscissique et de jasmonate de méthyle (structure ci-dessus) que beaucoup de parfumeurs ont tenté d’incorporer à leurs savants mélanges de senteurs sans grand succès commercial. L’acide abscissique stimule le processus de cicatrisation de la plante coupée et sert également de répulsif pour les insectes et les champignons pathogènes. L’ester, le jasmonate, est volatil et désoriente les insectes prédateurs mais cette stratégie n’est pas toujours gagnante malheureusement pour la plante : c’est la dure loi de la nature. Pour comprendre comment la plante se défend des biologistes de l’Université du Wisconsin à Madison ont étudié ce qui se passait avec des plants de tomates quand ils les infestaient avec des chenilles Spodoptera exigua (illustration) que tous les jardiniers redoutent. L’expérience en elle-même fut très simple. Avant que les chenilles commencent à se nourrir sur la plante l’expérimentateur vaporisait une solution de jasmonate de méthyle à différentes concentrations sur celle-ci. Les chenilles, animées d’un appétit féroce et en quelque sorte perturbées par la présence de cette molécule chimique se livraient alors à un cannibalisme en règle pour le plus grand bénéfice de la plante, naturellement.

Cette étude toute simple révèle que la plante dispose d’outils de défense sophistiqués en partie induits par le jasmonate excrété par la plante elle-même. Reste à déterminer quel est le mécanisme chimique secondaire que développe la plante pour se défendre efficacement et éventuellement identifier les composés chimiques qui constitueraient un excellent insecticide pour combattre les assauts de chenilles souvent dévastatrices pour les cultures maraîchères à ciel ouvert. La partie n’est cependant pas gagnée car l’identification de telles molécules chimiques requiert de la patience et un équipement analytique très sophistiqué en particulier si ces composés ne sont pas volatils et ne sont présents qu’en quantités infimes. À suivre

Source : Nature en accès libre, doi : 10.1038/s41559-017-0231-6

OGMs : oui ou non ?

Le Docteur Stefan Jansson sort de l’ordinaire. Cet universitaire suédois spécialisé dans la « génomique » des plantes a mangé cet été, pour la première fois au monde, des choux modifiés génétiquement avec l’outil CRISPR-cas9 au sujet duquel j’ai déjà disserté longuement dans ce blog. Travaillant à l’Université d’Umeå en Suède, il a « osé » planter dans son jardin personnel ces choux dont l’ADN avait été intentionnellement modifié pour finalement les déguster avec des tagliatelles. Une véritable insulte pour les écologistes qui sont, pour des raisons irrationnelles, opposés à toute forme de manipulation du génome des plantes. Et il a trouvé que le goût de ces choux était indiscernable de celui des choux « normaux ». Rassurez-vous il n’a pas eu d’indigestion et n’a pas ressenti d’angoisses métaphysiques ni aucun trouble psycho-moteur …

Il faut ici mentionner que les essais en plein champ des plantes génétiquement modifiées sont autorisés en Suède malgré les interdictions européennes concernant non seulement ces essais en plein champ mais également la culture de ces dernières à des fins commerciales. Cet acte de bravoure largement diffusé par la presse et les médias suédois a eu pour but de sensibiliser l’opinion au sujet du CRISPR-cas9. La raison évidente est que la modification de l’ADN de ces choux n’avait pas pour but d’introduire un gène étranger dans la plante mais de simplement modifier l’expression d’un gène de cette plante. Il aura donc fallu cet acte de bravoure du Docteur Jansson pour ouvrir un débat public au sujet du non-sens de l’interdiction des plantes génétiquement modifiées par les instances politiques fortement imprégnées d’idéologie écologiste.

Prenons donc pour illustrer le débat qui va émerger à coup sûr au sujet du CRISPR-cas9 comme outil de modification génétique l’exemple des plantes de grande culture résistantes au glyphosate. La construction d’ADN qui a permis à la firme Monsanto d’obtenir un maïs (Mon802) résistant à l’herbicide glyphosate était plutôt complexe et incluait des gènes étrangers dont un gène de résistance à l’antibiotique kanamycine permettant de sélectionner les plantes transformées au laboratoire. La résistance au glyphosate était basée sur l’introduction de multiples copies du gène codant pour la cible de l’herbicide, en l’occurence l’EPSP synthase, afin de rendre la plante moins sensible au glyphosate. Ces copies étaient (et le sont toujours) incorporées complêtement au hasard dans le génome du maïs. La technique utilisée il y a maintenant une trentaine d’années paraît aujourd’hui totalement obsolète. Modifier judicieusement le promoteur du gène de l’EPSP synthase à l’aide du CRISPR-cas9 est tout à fait possible et le Mon802 nouvelle version sera-t-il considéré comme une plante génétiquement modifiée ?

Voilà la question centrale que vient de soulever le Docteur Jansson car l’outil CRISPR-cas9 permet dans ce cas précis de ne plus pouvoir être capable, du moins pour les autorités de régulation, de faire une quelconque différence entre une plante dite « sauvage » et une plante génétiquement modifiée à l’aide de cet outil. Tout débat au sujet des OGMs devient donc caduque ! Combien faudra-t-il d’années pour que les écologistes finissent par comprendre que leur opposition aux OGMs n’a plus lieu d’être ?

Source : Umeå Universitet News desk

Illustration : Docteur Jansson