Lot de travail 3 : Modification et remplacement de gènes

Responsable : Fabien Nogué – INRA IJPB

Les objectifs de ce lot de travail sont la mise en place de méthodes efficaces pour la régulation ou la modification ciblée de gènes végétaux ainsi que l'utilisation de ces techniques pour générer de nouveaux caractères dans des espèces d'importance agronomique et économique.

La première partie de ce lot de travaux consiste à mettre en place des systèmes de microARN artificiels (miARN artificiels) pour l'inactivation de gènes dans des espèces majeures cultivées. L'utilisation des miARN artificiels représente une nouvelle stratégie pour l'extinction de gènes endogènes. Leur action imite celle des miARN endogènes, décrits comme des régulateurs importants de l'expression génique chez les Eucaryotes, au cours des dernières années.

La seconde partie de ce lot de travaux consistera à mettre en œuvre des méthodes efficaces pour la modification ciblée des génomes de plantes. Cette approche utilise les nucléases (méganucléases, TALENs ou CRISPR-Cas9) qui sont des enzymes modifiées pour spécifiquement reconnaître et couper des séquences d'ADN au sein du génome végétal. En fonction de l'absence ou de la présence d'une matrice d'ADN homologue, les nucléases peuvent être utilisées pour la désactivation ou le remplacement d'un gène. Dans le projet Genius, ces techniques seront utilisées pour la désactivation ou la modification précise de gènes avec une valeur agronomique potentielle élevée.

Enfin, afin de permettre leur utilisation de manière routinière, nous optimiserons les stratégies d'adressage et de présentation de ces nucléases à la cellule végétale dans des espèces modèles. Dans les études de cas, les différents types de modifications de gènes seront appliqués aux cultures commerciales pour l'amélioration des caractères comme la résistance virale des tomates, la qualité de la pomme de terre, la résistance aux parasites chez le colza, l'architecture florale chez la rose, la production de gamètes diploïdes chez le maïs, le rendement chez le maïs et le blé et enfin la tolérance au stress abiotique chez le riz.