Les scientifiques ont réalisé la majorité de leurs expériences sur des plantes de cresson de terre.
Bien que les cultures génétiquement modifiées présentent de gros avantages par rapport à leurs homologues ordinaires, la création initiale des plantes modifiées peut être assez difficile. Les scientifiques ont maintenant mis au point une approche plus simple, dans laquelle les plantes normales sont modifiées à l’aide d’un spray qui est appliqué sur les cultures.
Les plantes agricoles sont généralement modifiées génétiquement afin d’augmenter leur rendement, de nécessiter moins d’eau ou d’être plus résistantes aux parasites et aux maladies. Cependant, la mise en œuvre de telles modifications nécessite beaucoup de temps et d’argent, et de nombreuses personnes hésitent à consommer les plantes récoltées (ou les aliments qui en sont issus).
Dirigée par le chercheur Masaki Odahara, une équipe du Centre RIKEN pour la science des ressources durables, au Japon, a entrepris de mettre au point une alternative plus simple qui donnerait les mêmes résultats.
Plus précisément, les scientifiques voulaient créer des molécules bioactives qui pourraient être pulvérisées sur les cultures, où elles pénétreraient dans les cellules des plantes et supprimeraient ou déclencheraient l’activité de gènes spécifiques.
Les scientifiques se sont d’abord intéressés aux chaînes d’acides aminés appelées « peptides pénétrant dans les cellules » (CPP : Cell-Penetrating Peptides). Des études antérieures avaient montré que ces peptides étaient capables d’introduire des molécules dans les structures des cellules végétales, comme les chloroplastes qui réalisent la photosynthèse.
Afin de déterminer les peptides les plus efficaces, les chercheurs ont marqué plusieurs CPP naturels et synthétiques avec des signaux de fluorescence jaune, puis ont pulvérisé ces CPP sur les feuilles de cresson, de soja et de tomates. Lorsqu’ils ont ensuite utilisé un microscope confocal à balayage laser pour visualiser les feuilles, ils ont constaté que plusieurs des peptides avaient particulièrement bien réussi à s’infiltrer dans leurs cellules, provoquant une fluorescence jaune.
Des expériences supplémentaires ont montré que des morceaux d’ADN appelés plasmides – qui sont fréquemment utilisés pour transférer des gènes étrangers dans des organismes tels que les plantes – pouvaient être transportés dans les feuilles des plantes après avoir été fixés aux CPP pulvérisés. D’autres biomolécules attachées ont fait en sorte que les feuilles développent temporairement plus de pores, ce qui permet d’absorber une plus grande quantité de produit pulvérisé.
Enfin, les scientifiques se sont intéressés à une plante qui avait été génétiquement modifiée (de manière traditionnelle) pour surexprimer une fluorescence jaune dans ses feuilles. En attachant un ARN qui interfère avec cette activité à un CPP, puis en pulvérisant ce CPP sur les feuilles de la plante, les chercheurs ont réussi à faire disparaître la fluorescence jaune.
« Les molécules bioactives délivrées par pulvérisation pourraient améliorer efficacement les caractéristiques de qualité économiquement souhaitables des cultures », a déclaré Masika Odahara. « Notre prochaine étape consiste à améliorer l’efficacité du système d’administration. À terme, nous espérons que ce système pourra être utilisé pour protéger en toute sécurité les cultures contre les parasites ou d’autres facteurs nuisibles. »
