Le forçage génétique basé sur CRISPR/Cas9 pourrait supprimer les ravageurs agricoles

Les chercheurs de NC State ont développé des systèmes de forçage génétique double CRISPR qui ciblaient un D. suzukii gène appelé double sexe, ce qui est important pour le développement sexuel des mouches. CRISPR signifie « répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées en cluster » et Cas9 est une enzyme qui fonctionne comme des ciseaux moléculaires pour couper l’ADN. Les systèmes CRISPR sont dérivés de systèmes immunitaires bactériens qui reconnaissent et détruisent les virus et autres envahisseurs, et sont développés comme solutions aux problèmes de santé humaine, végétale et animale, entre autres utilisations.

Cibler le double sexe Le gène a entraîné la stérilité féminine dans de nombreuses expériences car les femelles étaient incapables de pondre des œufs, explique Max Scott, un entomologiste de l’État de Caroline du Nord qui est l’auteur correspondant d’un article dans Actes de l’Académie nationale des sciences qui décrit la recherche.

“Il s’agit du premier soi-disant forçage génétique chez un ravageur agricole qui pourrait potentiellement être utilisé pour la suppression”, a déclaré Scott.

Les forçages génétiques peuvent sélectionner, modifier ou supprimer de préférence des traits ou des caractéristiques particuliers et « piloter » ces modifications à travers les générations futures, ce qui donne parfois bien plus de 50 % de chances de transmettre ces modifications à la descendance.

“Le forçage génétique signifie un héritage biaisé”, a déclaré Scott.

Les chercheurs ont utilisé une protéine rouge fluorescente pour marquer la présence du changement génétique CRISPR/Cas9 dans l’empreinte génétique ou le génome de la mouche. Les systèmes de forçage génétique ont transmis cette protéine fluorescente à 94 à 99 % de la progéniture, rapporte l’article.

Les chercheurs ont également utilisé la modélisation mathématique pour prédire l’efficacité avec laquelle le système de forçage génétique supprimerait un certain D. suzukii population dans des cages de laboratoire. La modélisation a montré que la libération d’une seule mouche modifiée pour quatre mouches “sauvages” – celles qui ne sont pas génétiquement modifiées – pourrait permettre aux populations de mouches de réservoir d’ici environ huit à 10 générations.

“Parce que double sexe est un gène tellement conservé nécessaire au développement des femelles chez tant d’espèces de mouches, je pense que la stratégie de forçage génétique pourrait être utilisée pour d’autres ravageurs », a déclaré Scott.

Scott et ses collaborateurs ont déjà réussi à supprimer D. suzukii populations en utilisant une souche qui ne produit que des mâles et a également utilisé une méthode similaire pour réduire les populations de laboratoire de la mouche à vis du Nouveau Monde.

Les prochaines étapes comprennent des expériences d’essai confinées dans des cages dans une serre de l’État de Caroline du Nord.

“Nous faisons de petites expériences de suppression de cages de population. Nous espérons savoir si des lâchers répétés de mouches avec un rapport de 1: 4 supprimeront les populations de mouches dans une cage comme le suggère la modélisation”, a déclaré Scott.

Amarish K. Yadav, chercheur postdoctoral NC State et auteur principal, Cole Butler, Akihiko Yamamoto, Anandrao A. Patil et Alun L. Lloyd ont co-écrit l’article. La recherche a été soutenue par les subventions du programme de recherche sur l’évaluation des risques en biotechnologie 2016-33522-25625, 2020-33522-32317 et 2021-33522-35341 de l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du Département américain de l’agriculture.