Une nouvelle méthode de greffage pourrait permettre l'édition génétique dans des plantes comme le cacao, le café et les avocats qui sont actuellement difficiles à modifier. Les chercheurs ont démontré que l'ingénierie de porte-greffes pour produire des composants CRISPR peut éditer des pousses de plantes non modifiées. Cette approche promet une application plus large d'améliorations génétiques précises pour l'agriculture.
L'édition génétique avec CRISPR offre des moyens précis pour améliorer la productivité et la nutrition des plantes, cruciaux pour faire face à l'impact environnemental de l'agriculture, à la hausse des prix des aliments et aux défis climatiques au milieu de la croissance démographique. Cependant, de nombreuses plantes posent des difficultés en raison de parois cellulaires rigides et de défis dans la régénération de plantes entières à partir de cellules modifiées. Les techniques conventionnelles comme la biolistique — tirer des pastilles imprégnées d'ADN — ou l'utilisation d'Agrobacterium insèrent de l'ADN supplémentaire, déclenchant des réglementations strictes, contrairement à de petites mutations naturelles que les régulateurs traitent souvent comme une reproduction standard.
En 2023, Friedrich Kragler à l'Institut Max Planck de Physiologie Moléculaire des Plantes en Allemagne a développé une solution innovante. Son équipe a ingénierie des racines de plantes pour produire des ARN mobiles codant la protéine Cas et l'ARN guide pour CRISPR. En greffant des pousses non modifiées sur ces racines, ils ont réalisé l'édition génétique dans les pousses et les graines. Cela exploite le transport naturel d'ARN des plantes des racines vers les parties aériennes.
Ugo Rogo à l'Université de Pise en Italie, avec des collègues, a mis en lumière cela dans un article publié dans l'International Journal of Molecular Sciences (DOI: 10.3390/ijms26199294). «C'est encore au stade initial, mais cette technique a un grand potentiel», a déclaré Rogo. La polyvalence de la greffe permet de combiner des plantes éloignées, comme des pousses de tomate sur des racines de pomme de terre, permettant l'édition d'espèces comme les tournesols, les arbres, le cacao, le café, le manioc et les avocats où les méthodes directes échouent.
«La greffe nous donne la possibilité d'utiliser le système CRISPR dans les arbres ou dans des plantes comme les tournesols», a noté Rogo. Julian Hibberd à l'Université de Cambridge a ajouté: «Vous pouvez utiliser les racines pour délivrer Cas9 et les guides d'édition à toutes sortes de variétés d'élite.» Ralph Bock, également à l'Institut Max Planck, a souligné l'efficacité: «Fabriquer le porte-greffe transgénique n'est pas un grand effort, étant donné qu'il ne doit être fait qu'une fois, et peut ensuite être utilisé pour toujours et pour plusieurs espèces.»
Pour les raisins, où seules des variétés comme le Chardonnay se régénèrent facilement, un porte-greffe Chardonnay modifié pourrait conférer des traits comme la résistance aux maladies à toutes les variétés. Rogo envisage des approches hybrides, utilisant des porte-greffes pour de grands ARNm de Cas9 et des virus pour les ARN guides, élargissant les cultures éditables sans insertions d'ADN indésirables.