Introduction
Depuis des décennies, la transgenèse a été utilisée pour modifier génétiquement des animaux à des fins de recherche scientifique. Cependant, l'acceptation commerciale des animaux transgéniques a été limitée en raison de difficultés techniques et de préoccupations des consommateurs. Les nouvelles techniques d'édition génomique, en particulier celles ciblant la myostatine dans les œufs fécondés, pourraient changer la donne en permettant la création d'animaux génétiquement modifiés sans l'insertion de transgènes.
La myostatine : un frein au développement musculaire
La myostatine (MSTN) est une protéine qui agit comme un régulateur négatif de la croissance musculaire. En d'autres termes, elle freine le développement des muscles. Des mutations naturelles du gène MSTN ont été observées chez certaines races animales, entraînant une hypertrophie musculaire. L'inhibition de la production de myostatine est donc une cible intéressante pour améliorer la production de viande chez les animaux d'élevage.
Les techniques d'édition génomique : une alternative à la transgenèse
Les techniques d'édition génomique, telles que les nucléases TALEN et CRISPR-Cas9, permettent de modifier avec précision le génome d'un organisme. Elles agissent comme des "ciseaux à ADN" qui peuvent couper une séquence spécifique de gène, permettant ainsi d'inactiver ou de modifier sa fonction.
L'équipe du professeur Whitelaw a utilisé des protéines TALEN pour modifier des moutons et des bovins en coupant la séquence génétique codant pour la myostatine. L'objectif était d'empêcher l'expression de cette protéine et d'obtenir des animaux avec une masse musculaire accrue.
Avantages de l'édition génomique sur les œufs fécondés
L'utilisation de TALEN sur des œufs fécondés in vitro présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de transgenèse et de clonage :
Lire aussi: Grossesse : manger des œufs à la coque, est-ce sûr ?
- Absence de clonage somatique : La modification est effectuée directement sur un embryon, évitant ainsi les problèmes potentiels liés au raccourcissement des télomères associés au clonage à partir de cellules somatiques.
- Gain de temps : La technique permet d'éviter les processus longs et complexes d'introgression et de rétrocroisements nécessaires pour introduire une mutation dans une race spécifique.
- Absence de transgène : L'animal résultant n'est pas transgénique, car aucun gène étranger n'est introduit dans son génome. Cela peut faciliter l'acceptation par les consommateurs et les autorités réglementaires.
Mosaïcisme et défis techniques
Malgré ces avantages, l'édition génomique sur les œufs fécondés présente des défis techniques. Les chercheurs ont constaté que les animaux obtenus peuvent être "mosaïques", c'est-à-dire que différents tissus de leur corps peuvent porter des mutations différentes, ou même l'allèle sauvage. Cela est dû au fait que les nucléases TALEN doivent être transcrites en protéines après l'injection dans l'œuf, ce qui peut prendre du temps et entraîner des mutations différentes dans les cellules en division.
De plus, si la mutation n'est pas présente dans les gonades, la descendance n'héritera pas de la modification, ce qui nécessite de croiser l'animal modifié avec des individus classiques et de tester chaque rejeton pour détecter la présence de la mutation.
Risques de mutations collatérales et nécessité de séquençage
Un autre risque potentiel est l'apparition de mutations "collatérales" non prévues, dues à l'activité des nucléases TALEN ailleurs dans le génome. Bien que les TALEN soient conçues pour être très spécifiques, il existe toujours un risque de coupures hors cible, en particulier si la séquence cible ressemble à d'autres séquences présentes dans le génome.
Pour exclure ce risque, Eric Marois, chercheur au CNRS, préconise le séquençage complet du génome de l'animal obtenu et la comparaison avec celui des parents non modifiés. Cela permettrait de détecter toute différence non retrouvée chez les parents et d'identifier les éventuels dommages collatéraux.
Efficacité variable et perspectives d'amélioration
L'efficacité de l'édition génomique sur les œufs fécondés peut varier. L'article mentionne qu'un seul agneau sur douze était porteur de la mutation souhaitée. Eric Marois suggère que ce faible taux de réussite est une chance, car une efficacité plus élevée pourrait également augmenter le risque de mutations collatérales.
Lire aussi: Bricolages faciles avec des boîtes à œufs
Cependant, les techniques d'édition génomique évoluent rapidement, et de nouvelles versions des nucléases TALEN et CRISPR-Cas9 sont développées pour améliorer leur spécificité et leur efficacité.
Exemples d'applications chez d'autres espèces
L'édition génomique est également appliquée à d'autres espèces animales. Des chercheurs de l'Institut de recherche marine de Norvège ont utilisé CRISPR-Cas9 pour inactiver des gènes impliqués dans la pigmentation chez le saumon, obtenant ainsi des saumons plus ou moins dépigmentés.
En Chine, des chercheurs ont utilisé l'édition génomique sur des porcs pour étudier les maladies humaines et potentiellement les utiliser pour des xénotransplantations.
Des chercheurs coréens ont combiné l'édition génétique CRISPR-Cas9 avec le clonage somatique par transfert nucléaire pour créer des beagles dont les gènes modifiés sont plus stables et se répartissent plus uniformément, dès la première génération. Cette technique pourrait à terme limiter voire éradiquer les maladies génétiques chez les races de chiens pures, ou permettre de développer des traitements plus ciblés et plus précis.
Lire aussi: Le transport des œufs fécondés : Un guide essentiel
tags: #myostatine #oeufs #fécondés #information