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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

Les molécules d'ARN et les futures avancées en matière de protection des cultures

17 Mars 2021 , Rédigé par Seppi Publié dans #OGM

Les molécules d'ARN et les futures avancées en matière de protection des cultures

 

Jack DeWitt, AGDAILY*

 

 

Image : Dobrovizcki, Shutterstock

 

 

En un temps record, nous avons mis au point deux vaccins contre la Covid – des vaccins comme aucun autre avant eux.

 

Les vaccins ont toujours été fabriqués avec des protéines provenant d'un agent infectieux mort ou atténué. Les vaccins de Pfizer et de Moderna utilisent un morceau de matériel génétique fabriqué en laboratoire, une molécule d'ARN synthétique qui imite les instructions pour la production d'une protéine du coronavirus. Qu'est-ce que l'ARN (acide ribonucléique) et comment fonctionne-t-il ? L'ARN est une longue chaîne composée de quatre molécules d'acide nucléique de base, comme l'ADN (acide désoxyribonucléique), sauf que l'ARN remplace la thymine par l'uracile. L'ARN est également (généralement) monocaténaire au lieu d'être bicaténaire. L'ADN est la molécule de stockage des données sur l'hérédité et réside à l'intérieur du noyau cellulaire et des organites cellulaires, comme les mitochondries et les chloroplastes.

 

L'ARN est fabriqué selon les besoins et réside dans le cytoplasme, la partie liquide de la cellule, parmi toutes les protéines, les enzymes et les matières premières nécessaires au fonctionnement des cellules. Il existe sous de nombreuses formes et a de nombreuses fonctions différentes. L'ARN dont on parle le plus souvent dans la presse est l'ARNm, abréviation de l'ARN messager. Son rôle est de déchiffrer les formules des protéines et autres molécules du manuel d'instructions que constitue l'ADN et de transmettre les instructions à un ribosome, une autre très grosse molécule d'ARN qui assemble les protéines nécessaires au bon fonctionnement des êtres vivants. Une fois son travail terminé, l'ARNm est désassemblé par des enzymes – appelées nucléases – et les parties sont réutilisées.

 

Des molécules d'ARN de toutes sortes sont constamment fabriquées et désassemblées au fur et à mesure que la cellule poursuit son travail.

 

Retour sur les vaccins de Pfizer et de Moderna. En examinant le code génétique du virus, les chercheurs ont pu déterminer la partie qui code pour l'ARNm de la protéine spiculaire (de pointe) que le virus utilise pour s'attacher à une cellule humaine et y pénétrer. Ils ont ensuite reproduit ces instructions de l'ARNm et les ont encapsulées dans de petites vésicules de graisse. Injectées dans le bras d'une personne, les vésicules pénètrent dans les cellules et dispersent leur charge d'ARNm. L'ARNm trouve un ribosome et l'assemblage de la protéine spiculaire commence. La protéine spiculaire sort de la cellule et se fixe à la paroi cellulaire. Le système immunitaire reconnaît qu'il s'agit d'une protéine malveillante et déclenche une réponse immunitaire qui produit des anticorps ; des anticorps qui attaqueront le virus si une personne entre en contact avec lui.

 

Attendez ! Cet article est censé porter sur des sujets agricoles. Alors pourquoi parler de vaccins humains ? La raison : les entreprises d'agrobiotechnologie travaillent sur des vaccins pour les plantes (oui) et des pesticides à base de molécules d'ARN.

 

Comment peut-on vacciner une plante ? Les scientifiques utilisent un autre type d'ARN appelé ARN interférent (ARNi). L'ARNi dont la séquence de code es complémentaire de celle d'un ARNm en route vers un ribosome peut intercepter l'ARNm et se fixer à lui, le désactivant et empêchant la production d'une protéine essentielle à la survie d'un organisme. L'astuce consiste à trouver une protéine qui est essentielle à la croissance et à la vie d'un insecte nuisible ou d'une maladie, mais qui n'est pas essentielle pour les plantes, animaux ou insectes non ciblés. Une fois trouvée, on détermine le gène (de l'ADN) qui produit l'ARNm de cette protéine. Un ARNi synthétique correspondant peut alors être pulvérisé sur la plante et absorbé par la plante et, s'il est présent, par un champignon ou un insecte attaquant la plante. En une semaine environ, l'ARNi est démantelé par les enzymes de la plante et disparaît de l'environnement. Pendant ce temps, le parasite est privé d'un élément vital et meurt.

 

Une protection plus permanente de la plante peut être obtenue en modifiant génétiquement la plante pour produire l'ARNi nécessaire. Monsanto a fait cela avec le maïs, lui donnant la capacité d'attaquer la chrysomèle des racines du maïs. Il a obtenu l'enregistrement de ce caractère en 2017. Ce type de modification génomique n'est pas considéré comme un OGM par les autorités de réglementation [des États-Unis d'Amérique] car aucun ADN étranger n'est introduit.

 

Les molécules d'ARNi et d'ARNm sont assemblées et désassemblées à tout moment dans les cellules végétales et animales. C'est une fonction normale des tissus vivants. Les gènes doivent être désactivés ou activés selon le type de tissu dans lequel ils fonctionnent. Le silençage par l'ARNi est l'une des façons d'éteindre des gènes. Par exemple, le silençage d'un gène par un ARNi a été utilisé par Okanagan Specialty Fruits pour arrêter la production de la protéine qui fait brunir les pommes lorsqu'elles sont coupées (Artic Apples). La même technique a été utilisée par Simplot pour réduire le brunissement des pommes de terre coupées ou meurtries (Innate Potatoes). On peut dire que ces plantes ont été vaccinées contre le brunissement.

 

Étant très spécifiques quant à la protéine ou autre molécule essentielle qu'ils ciblent, les pesticides à ARNi sont très sûrs pour les espèces non ciblées, qu'il s'agisse d'humains, d'animaux, de plantes ou d'insectes. Mais, comme on pouvait s'y attendre, les pesticides à ARNi n'échappent pas aux critiques des groupes environnementaux. Leur consommation, affirment-ils sans preuve, pourrait interférer avec la régulation des gènes humains. Peu importe que nous mangions des millions de molécules naturelles d'ARNm et d'ARNi chaque fois que nous mangeons nos légumes. Ou, disent-ils, l'ARNi synthétique pourrait affecter la régulation des gènes chez des espèces non ciblées, comme les abeilles domestiques. Les recherches de Bayer, Syngenta, BASF et d'autres qui développent ces pesticides suggèrent que la sécurité des organismes non ciblés, y compris les humains, est sans précédent. L'ARNi est même étudié comme un moyen de promouvoir la santé des abeilles en perturbant la multiplication des virus des abeilles et la croissance et la vie de l'acarien Varroa.

 

Comme pour tout pesticide, les pesticides à ARNi seront soumis à des tests de sécurité approfondis avant d'être mis sur le marché. En particulier ceux qui impliquent la modification de l'ADN d'une plante pour produire un ARNi souhaité qui pourrait se retrouver dans le tube digestif des humains ou des animaux. Les pesticides à ARNi qui peuvent être pulvérisés et absorbés par une plante seront démantelés par les enzymes de la plante au cours des processus métaboliques normaux de la plante, et ne présenteront alors aucune menace pour les êtres vivants ou l'environnement.

 

Nous sommes à l'aube d'une nouvelle génération de pesticides qui seront sûrs et, du point de vue de l'environnement, sans danger (ou devraient l'être).

 

____________

 

Jack DeWitt est un agriculteur-agronome dont l'expérience agricole s'étend sur plusieurs décennies, depuis la fin de l'élevage de chevaux jusqu'à l'âge du GPS et de l'agriculture de précision. Dans son livre « World Food Unlimited », il raconte tout et prédit comment nous pouvons avoir un monde futur avec une nourriture abondante. Cet article a été publiée à l'origine dans Agri-Times Northwest.

 

Source : https://www.agdaily.com/technology/rna-molecules-and-future-crop-protection-advancements/

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Commenter cet article

TH84 17/03/2021 18:52

L'aspersion des cultures avec un ARN (messager ou antisens), via une particule virale ou Agrobacterium, est en effet une technique très efficace pour apporter un trait particulier à une plante. Pas besoin de transgenèse!

https://www.nature.com/articles/s41477-021-00851-y