L'équipe DRAGON souhaite mieux comprendre les mécanismes de réparation de l’ADN chez les plantes et décrypter les processus qui régissent les choix entre les différentes voies de réparation dans la cellule.
Ces connaissances devraient permettre d’optimiser l’utilisation de l’édition du génome chez les plantes, un domaine en plein développement qui doit encore être amélioré.
Question biologique
Les différents membres de l’équipe DRAGON sont impliqués dans des projets qui concernent la réparation de l’ADN ou la modification ciblée des gènes chez les plantes. D’une part nous tentons de mieux comprendre les mécanismes de réparation des cassures double brin de l’ADN chez la mousse Physcomitrella patens. D’autre part nous nous basons sur ces données cognitives pour optimiser l’utilisation de nouveaux outils de modification des génomes (type CRISPR-Cas9) pour l’analyse fonctionnelle des gènes chez ce modèle végétal. Enfin notre objectif est de transférer les données obtenues chez Physcomitrella patens chez la plante modèle, Arabidopsis et, à plus long terme et au travers de collaborations, vers des plantes d’intérêt agronomique (tomate, pomme de terre, cameline, N. benthamiana) pour permettre la modification ciblée de gènes chez ces espèces.
Modèles, outils et méthodes
Le modèle végétal principalement utilisé par l’équipe DRAGON est la mousse Physcomitrella patens. Chez ce modèle végétal nous travaillons essentiellement au niveau cellulaire et utilisons en particulier les protoplastes pour des expériences de transfection d’ADN. Nous avons une démarche de génétique reverse qui nous permet, via l’étude de mutants,
d’analyser l’implication de gènes candidats dans la stabilité du génome de cette mousse. Les études visant à comprendre l’implication de ces gènes dans la réparation des cassures double brin de l’ADN sont basées sur l’utilisation des outils d’édition du génome de type CRISPR-Cas9. Pour cela un système rapporteur de l’efficacité de réparation de l’ADN a été mis en place basé sur l’utilisation du gène APT.
Le modèle végétal principalement utilisé par l’équipe DRAGON est la mousse Physcomitrella patens. Chez ce modèle végétal nous travaillons essentiellement au niveau cellulaire et utilisons en particulier les protoplastes pour des expériences de transfection d’ADN. Nous avons une démarche de génétique reverse qui nous permet, via l’étude de mutants,
d’analyser l’implication de gènes candidats dans la stabilité du génome de cette mousse. Les études visant à comprendre l’implication de ces gènes dans la réparation des cassures double brin de l’ADN sont basées sur l’utilisation des outils d’édition du génome de type CRISPR-Cas9. Pour cela un système rapporteur de l’efficacité de réparation de l’ADN a été mis en place basé sur l’utilisation du gène APT.
Ce système rapporteur est également utilisé pour tester et optimiser de nouveaux outils d’édition de type édition de base ou prime editing. Ces outils, une fois validés dans le modèle Physcomitrella patens, sont utilisés pour réaliser de l’édition de gène chez d’autres plantes modèle (Image #3) ou des plantes d’intérêt agronomique.
Enjeux économiques et sociétaux
Le travail de l’équipe DRAGON s’inscrit d’une part, dans l’acquisition des connaissances sur les modes de réparation de l’ADN chez les plantes et leurs points communs et spécificités par rapport aux autres organismes. D’autre part, nos recherches visent à mieux comprendre les bases moléculaires du mode d’action des nouveaux outils d’édition du génome. De ce point de vue notre travail doit participer, d’une part, à une meilleure maitrise de ces outils qui risquent bien d’être incontournables pour la production des variétés végétales du futur, et d’autre part, doit éclairer l’expertise nécessaire à la réflexion sur le potentiel de ces nouvelles technologies, sur les questions éthiques qui y sont attachées, et sur la régulation des produits qui en sont issus.
Le travail de l’équipe DRAGON s’inscrit d’une part, dans l’acquisition des connaissances sur les modes de réparation de l’ADN chez les plantes et leurs points communs et spécificités par rapport aux autres organismes. D’autre part, nos recherches visent à mieux comprendre les bases moléculaires du mode d’action des nouveaux outils d’édition du génome. De ce point de vue notre travail doit participer, d’une part, à une meilleure maitrise de ces outils qui risquent bien d’être incontournables pour la production des variétés végétales du futur, et d’autre part, doit éclairer l’expertise nécessaire à la réflexion sur le potentiel de ces nouvelles technologies, sur les questions éthiques qui y sont attachées, et sur la régulation des produits qui en sont issus.
Responsable :
Fabien Nogué