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Plantes régénérées in vitro(tomate).. © © INRA, Christophe Maître

Modifications ciblées des gènes : l’édition de gènes

Outils pour une modification ciblée des caractères agronomiques : le projet Genius

Le projet Genius vise à faire la preuve de concept de l’utilisation des nouvelles technologies de modification ciblée du génome pour modifier des caractères agronomiques chez neuf espèces cultivées. Ces nouvelles méthodologies, quoique beaucoup plus précises que la transgenèse utilisée pour produire les OGM classiques, sont soumises aux polémiques qui entourent les modifications génétiques en Europe et interrogent la réglementation……

Par Pascale Mollier
Mis à jour le 31/12/2018
Publié le 15/06/2015

Plante transformée de tomate.
Méthode de gene editing par nuclease Talen.. © Inra, Christophe Maître
© Inra, Christophe Maître

Trois questions à Peter Rogowsky, coordinateur du projet Genius.

Quels sont les objectifs de Genius ?

Peter Rogowsky : Nous cherchons à nous approprier les nouvelles technologies de modification ciblée du génome sur une gamme de neuf espèces cultivées (maïs, blé, riz, colza, tomate, pomme de terre, pommier, peuplier, rosier). Comme cas d'étude, nous avons choisi des caractères propres à renforcer la durabilité de l’agriculture (1). Ces caractères sont tous monogéniques et pour chacun, le gène impliqué est connu. Le projet consiste à appliquer à ces espèces des outils pour modifier ces gènes de manière ciblée et d’en apporter la  preuve de concept (2). Cette approche présente des avantages par rapport aux techniques existantes et nous voulons acquérir le savoir-faire nécessaire pour mettre ce formidable outil de travail à la disposition de la recherche fondamentale. Etablir et maintenir une compétence pour ces technologies est également indispensable pour soutenir la compétitivité des semenciers français sur le marché international, et pour constituer en France une capacité d’expertise scientifique publique dans ce nouveau domaine du génie génétique, de manière à ne pas se laisser imposer sans évaluation propre les produits de ces technologies via les échanges internationaux.

Certaines de ces modifications ciblées équivalent à une mutation ou à un remplacement d’allèle par un autre, sans introduction d’ADN étranger dans le génome de la plante. Dès lors, quel sera le statut de ces nouvelles plantes dans la communauté européenne ?

P. R. : La question a été tranchée par l'arrêt rendu le 25 juillet 2018 par la Cour de Justice de l’Union Européenne qui considère que "les risques liés à l’emploi de ces nouvelles techniques de mutagenèse pourraient s’avérer analogues à ceux résultant de la production et de la diffusion d’OGM par voie de transgenèse". En conséquence, la directive sur les OGM s’applique également aux organismes obtenus par des techniques de mutagenèse apparues postérieurement à son adoption en 2001. Alors que les organismes obtenus par les techniques de mutagénèse "classiques", utilisées couramment avant 2001 (3), restent exemptées de la réglementation OGM. Cette décision n'a pas d'impact sur les recherches du projet Genius, qui, du fait du principe de précaution, se sont toujours déroulées en respectant la règlementation OGM (confinement de type S2). Cependant, cet arrêt ne résout pas le paradoxe que deux plantes mutantes identiques, qui représentent donc exactement le même risque pour l'environnement ou la santé publique, ne soient pas soumises aux mêmes règles d'évaluation, du fait qu'elles soient obtenues par des technologies différentes, à savoir les méthodes de mutagénèse "classique" utilisées avant 2001 (3), exemptées, et les nouvelles méthodes de mutagénèse ciblée, non exemptées. Il n'est donc pas surprenant que cette décision ait été critiquée par une partie de la communauté scientifique (4) et que d'autres pays, notamment en Amérique du Nord et Amérique du Sud, apportent d'autres réponses à cette question (5).

Quelle est la politique de propriété intellectuelle pour les découvertes du projet Genius ?

P. R. : La politique de valorisation est clairement définie par un accord de consortium. Les résultats brevetables sont la propriété de la société Génoplante Valor, qui octroie des licences en trois cercles : priorité pendant trois ans aux industriels membres du projet, puis, pendant les trois ans suivants, priorité aux partenaires du GIS Biotechnologies vertes qui rassemble des partenaires privés et publics dont l’Inra, et enfin élargissement à tout demandeur au bout de six ans. Les revenus éventuels reviennent aux inventeurs. Par ailleurs, si les inventeurs sont Inra, une protection par COV sera recherchée pour les traits d'intérêt agronomique en accord avec la stratégie de l'Inra en matière d’utilisation des technologies d’édition du génome végétal. Quant aux inventions technologiques, la politique de licence définie par l’Inra s’applique, avec des licences préférentielles pour les PME et gratuites pour les pays en développement. Ces résultats seront par ailleurs publiés dans des journaux scientifiques internationaux comme tous les autres résultats du projet, car ils contribuent à l’avancée de la connaissance, qui est la mission première de l’Inra.

 

(1) Caractères visés : réduction des intrants (résistance à des pathogènes chez la tomate, la pomme de terre, le pommier, le peuplier, le riz), adaptation au changement climatique (tolérance à la salinité chez le riz, modification du temps de floraison chez le pommier et le rosier), utilisation de la biomasse végétale (qualité de l’amidon chez la pomme de terre), etc.

(2) Preuve de concept : démonstration de faisabilité.

(3) Techniques de mutagénèse “conventionnelles et aléatoires” antérieures à 2001 : utilisation d’agents mutagènes physiques (rayons gamma, X, ultraviolets) ou chimiques (EMS).

(4) https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/2018_11_gcsa_statement_gene_editing_1.pdf et  http://www.vib.be/en/news/Pages/European-scientists-unite-to-safeguard-precision-breeding-for-sustainable-agriculture.aspx

(5) https://www.usda.gov/media/press-releases/2018/03/28/secretary-perdue-issues-usda-statement-plant-breeding-innovation

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Biologie et amélioration des plantes
Centre(s) associé(s) :
Auvergne - Rhône-Alpes

Les nouvelles biotechnologies utilisées dans Genius

Les méthodes de modifications ciblées des gènes sont de plus en plus performantes. Lors de la conception du projet Genius en 2011, les partenaires ont abandonné la technique plus ancienne des nucléases à doigt de zinc pour se focaliser sur les méganucléases et les TALENs, alors en plein essor. Depuis, ils ont su adapter le programme de travail pour tenir compte de l'apparition de la technologie Cas9-CRISPR en 2012 (voir partie 5).

Avec ces techniques, trois types de modifications ont été initiées dans le projet :

  • Perte de fonction d’un gène (par exemple, architecture de la racine du riz)
  • Modification d’un gène (par exemple, perte de sensibilité de la tomate aux virus)
  • Insertion ciblée d’un gène étranger (par exemple, création d’un site d'insertion de transgènes ou « landing pad » chez huit espèces cultivées).

Le projet Genius

Genius est l’abréviation du titre anglais du projet “Genome ENgineering Improvement for Useful plants of a Sustainable agriculture”, qui se traduit par “lngénierie cellulaire : amélioration et innovation technologiques pour les plantes d’une agriculture durable”.

Genius est un projet financé par les fonds publics de l’ANR (2012-2019). C’est l’un des programmes labellisés par le GIS Biotechnologies vertes (2011-2021). Ce GIS organise la coopération public-privé française. Il inclut une trentaine de partenaires, dont des organismes de recherche (Inra, Cirad, Cea, IRD,…), des entreprises de biotechnologie (Biogemma,…), des entreprises semencières (Syngenta, BayerCropScience, Agriobtentions, Euralis,…), des instituts techniques (Arvalis, Cetiom,…) et des pôles de compétitivité (Céréales Vallées,…).