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

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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.

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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/

Au pays des mangeurs de bananes

Les îles Canaries, outre le tourisme, vivent de la production de bananes, une culture subventionnée par l’Europe et qui énerve les trois sœurs américaines Del Monte, Chiquita et Dole qui monopolisent de fait le marché mondial de la banane. Pour mémoire, la banane est le premier fruit produit et commercialisé dans le monde en volume et en valeur, bien avant les agrumes toutes confondues. Si je réside depuis 6 ans aux Canaries ce n’est pas pour manger des bananes tous les jours – j’ai essayé, c’est fou comme on prend vite du poids avec deux bananes quotidiennes – mais pour profiter d’un climat unique au monde. Pas tout à fait unique, les climats de Los Angeles, de Walvis Bay ou Perth s’en rapprochent pour les mêmes raisons, l’upwelling et un régime d’alizés soutenu ou la présence d’un courant froid à proximité des côtes.

Mais choisir une certaine douceur de vivre a sa contre partie. Les mangeurs de bananes (sobriquet pour classer les Canariens parmi les autres Espagnols) sont vraiment nonchalants et dans la vie de tous les jours il est parfois difficile de supporter cette lenteur …

J’ai déménagé quand je me suis rendu compte qu’il était inutile de confondre un chien aboyant sur un balcon avec un moulin à vent, en d’autres termes il est admis et légal de faire du bruit de 8 heures du matin à 22 heures. Le problème connexe a été le transfert de ma ligne ADSL couplée à un téléphone fixe. Quatorze jours d’attente pour voir arriver un technicien qui s’est contenté de brancher un fil et est reparti sans vérifier si tout était en ordre. Je me suis rendu compte un peu par hasard trois jours plus tard que mon téléphone fixe ne fonctionnait pas. Dans ce pays comme beaucoup d’autres le propriétaire des lignes téléphoniques est le survivant souvent privé de l’ancienne compagnie étatique qui avait en charge le téléphone, en l’occurrence Telefonica qui s’appelle maintenant Movistar. La ligne est louée au FAI à qui j’a fait appel, Orange pour ne pas le nommer. Et Movistar fait des ennuis à Orange en allongeant les délais de connexion jusqu’à décourager ses clients. Bref, ce matin, je suis retourné dans la boutique Orange la plus proche et la fille qui m’a accueilli un sourire figé aux lèvres puisque je l’avais menacé de faire un procès à Orange m’a expliqué que la lenteur n’était pas de son fait mais que promis et juré sur la tête de la Madone, j’aurai le téléphone avant le 28 février !

Après lui avoir demandé si elle était Canarienne et qu’elle m’eut répondu qu’elle était originaire de Buenos-Aires, je me suis moqué des mangeurs de bananes … Nous avons ri de concert.

Mangez des bananes, c’est bon pour la santé, mais avec modération. 

Le paradoxe de la banane (suite)

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Les informations en provenance de l’usine électronucléaire gravement endommagée de Fukushima-Daiichi sont fragmentaires et parfois contradictoires. Un jour c’est la fuite d’un réservoir de stockage d’eau contaminée, un autre jour la présence de forte teneurs en césium 137 des eaux souterraines plus ou moins loin de l’océan, un autre jour la direction de TEPCO déclare avoir déversé dans la mer au plus 20 téra becquerels depuis le tsunami qui ravagea l’usine il y a maintenant 2 ans et demi. Toutes ces informations sont naturellement scrupuleusement mentionnées par les journaux japonais et reprises par les médias occidentaux, en particulier français, allemands et suisses, servilement dévoués aux partis politiques écologistes qui ne font pas de politique, comme chacun sait, mais agissent pour le bien de l’humanité. Inutile de réassortir toutes ces informations en termes de « bananes » mais par exemple 20 téra becquerels (20×10^12 ou 20000 milliards) ça correspond à un peu plus de 6 grammes de césium 137 ! Un gramme de césium 137 représente une activité de 3,215 téra becquerels. Si vous ne me croyez pas allez sur Wikipedia, en anglais si possible, les articles sont mieux documentés, expression culturelle française aidant. On a appris cette semaine qu’un réservoir d’eau contaminée fuyait. Approximativement, en examinant les photos du site, il y aurait, disons à la louche, une cinquantaine de réservoirs de 200 M3 chacun construits à la hâte pour stocker cette eau radioactive destinée à être retraitée et réutilisée pour maintenir la température des réacteurs endommagés en dessous de 100 degrés. On a échantillonné sur le site de l’eau contenant 950 millions de becquerels par litre (césium et un peu de strontium 90). Un chiffre effrayant qui permet aux écologistes de se frotter les mains en déclarant que finalement les centrales nucléaires c’est de la merde qu’il faut éliminer de la planète. Mais si on fait un calcul simple on aboutit à la quantité extravagante totale d’environ 3 kilos de césium 137 dans ces eaux contaminées. Pour faire plus vrai, multiplions par deux ce résultat pour tenir compte de toute l’eau qui est partie depuis deux ans et demi dans le sous-sol aux alentours de la centrale, dans les réservoirs et les diverses galeries souterraines. On arrive au chiffre astronomique de 6 kilos environ de césium 137 ayant fui des 1000 tonnes de combustibles, encore que 1000 tonnes est une approximation relevant de ma stricte appréciation personnelle mais d’un ordre de grandeur raisonnable. Tout ce césium prouve, et on le savait déjà, que les cœurs des réacteurs ont bien été partiellement endommagés et qu’il est probable qu’il y a des fuites quelque part au fond de la structure des réacteurs pour que de la radioactivité s’échappe ainsi dans la nature. Mais il n’y a pas trop matière à s’affoler, tout ce césium représente 130 millions de tonnes de bananes.