CRISPR permet d'augmenter la teneur en protéines des graines de riz et de soja

19 Novembre 2024 Publié dans #amélioration des plantes, #NGT, #CRISPR

CRISPR permet d'augmenter la teneur en protéines des graines de riz et de soja

ISAAA*

Ma note : Les deux articles du jour sont complémentaires et portent sur le même sujet, vu par les communicants de l'université d'origine et par l'ISAAA.

Une étude publiée dans New Phytologist montre les effets de la surexpression d'OsNF-YC4 et de GmNF-YC4 sur la teneur en protéines des feuilles et des graines de riz et de soja, tout en réduisant l'accumulation d'amidon. Les résultats de l'étude donnent des indications importantes sur l'amélioration de la valeur nutritionnelle de ces aliments et permettent de remédier aux carences en protéines chez les personnes qui dépendent fortement d'une alimentation à base de féculents.

CRISPR est l'un des outils d'édition de gènes les plus utilisés, qui offre une méthode d'édition de gènes très efficace. Selon les auteurs, les produits SDN-1 sont généralement mieux acceptés par le public et font l'objet de moins de barrières réglementaires dans le monde entier. Dans cette étude, les chercheurs ont cherché à utiliser une approche SDN-1 avec le système CRISPR-Cas9 pour stimuler l'expression des gènes cibles et développer des cultures sans transgènes avec des caractéristiques améliorées.

L'étude a montré que l'édition du promoteur NF-YC4 entraînait une diminution de la liaison du répresseur et une augmentation de l'expression de NF-YC4, conduisant à des niveaux élevés de protéines et à une réduction des hydrates de carbone dans les plantes de riz et de soja. La teneur en protéines des graines des plantes modifiées a augmenté de 11 à 17 % pour le riz et de 6 à 11 % pour le soja. Les auteurs suggèrent que de futures études pourraient explorer l'applicabilité de cette approche pour modifier d'autres éléments cis afin d'obtenir les changements souhaités dans l'expression des gènes.

Pour plus d'informations, lisez l'article de New Phytologist.

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* Source : CRISPR Increases Seed Protein Levels in Rice and Soybean- Crop Biotech Update (September 26, 2024) | Gene Editing Supplement - ISAAA.org

Ma note : Voici le résumé de « CRISPR/Cas9-based editing of NF-YC4 promoters yields high-protein rice and soybean » (l'édition des promoteurs de NF-YC4 par CRISPR/Cas9 permet d'obtenir du riz et du soja à haute teneur en protéines) de Lei Wang et al. :

« L'édition du génome est une révolution en biotechnologie pour l'amélioration des cultures, le produit final étant dépourvu de transgènes. Cependant, la plupart des caractères dérivés ont été générés par des éditions qui créent des knock-out de gènes.
Notre étude inaugure une nouvelle approche, utilisant l'édition de gènes pour améliorer l'expression des gènes en éliminant les motifs de liaison des répresseurs de la transcription.
En nous appuyant sur nos recherches antérieures démontrant les effets d'augmentation des teneurs en protéines du facteur de transcription NF-YC4, nous avons identifié des motifs conservés ciblés par les répresseurs RAV et WRKY dans les promoteurs NF-YC4 du riz (Oryza sativa) et du soja (Glycine max). Grâce à la technologie CRISPR/Cas9, nous avons supprimé ces motifs, ce qui a eu pour effet de réduire la liaison du répresseur et d'augmenter l'expression de NF-YC4. Cette stratégie a entraîné une augmentation de la teneur en protéines et une réduction des niveaux de glucides dans les plantes de riz et de soja modifiées, le riz présentant une augmentation de 68 % des protéines foliaires et une augmentation de 17 % des protéines dans les graines, et le soja présentant une augmentation de 25 % des protéines foliaires et de 11 % des protéines dans les graines.
Nos résultats fournissent un schéma directeur pour l'amélioration de l'expression des gènes par le biais de délétions génomiques précises dans les séquences non codantes, ce qui promet une amélioration de la productivité agricole et de la qualité nutritionnelle.