Modifications ciblées des génomes : apports et impacts pour les espèces d’élevage

Abstract

L’avènement des nucléases programmables, et de CRISPR-Cas9 en particulier, constitue une réelle rupture technologique dans le domaine de l’ingénierie génétique. Le principe de ces méthodes est relativement simple. Il consiste en premier lieu à générer des cassures double-brin au niveau de régions très précises d’une séquence cible (ADN d’une cellule somatique, germinale, embryonnaire, iPS...). Ces cassures sont ensuite réparées par des mécanismes cellulaires pouvant conduire à l’inactivation des régions modifiées (knock-out, ou KO), ou à l’insertion, par recombinaison homologue, d’un fragment de séquence modèle apporté à la cellule (knock-in, ou KI). Les domaines d’application de ces techniques sont très nombreux : recherche fondamentale, thérapie génique, ingénierie écologique, biotechnologies industrielles, agriculture, etc. Elles ont d’ores et déjà été utilisées à de multiples reprises dans les espèces animales d’élevage. Des exemples d’applications visant à améliorer la santé des animaux (induction de résistances pour des maladies infectieuses à fort impact économique, et/ou à fort potentiel zoonotique), à éviter des pratiques d’élevage compromettant le bien-être animal (écornage, élimination systématique de poussins mâles), ou à modifier les produits (lait, œufs, viande) dans le but d’améliorer leur valeur santé (réduction des allergies), ou nutritionnelle, sont présentés. Le déploiement de ces méthodes soulève de multiples questions (techniques, réglementaires, économiques, éthiques...) qui sont discutées.

Cinquante années d’amélioration génétique du porc en France : bilan et perspectives

“…Les nouvelles technologies d'amélioration génétique, en particulier les méthodes de modification ciblée des génomes utilisant les nucléases programmables, suscitent aujourd'hui beaucoup d'intérêt et de nombreuses interrogations. C'est tout particulièrement le cas de la technique CRISPR-Cas9, compte tenu de la simplicité de sa mise en oeuvre et du spectre extrêmement large de ses applications possibles (Ducos et al, 2017b).…”

“…L'utilisation de ces outils suppose bien entendu connus les gènes responsables de la variabilité des caractères, ce qui en limite aujourd'hui fortement l'usage. Au-delà de ces considérations scientifiques, l'utilisation de telles techniques soulève de nombreuses questions de nature éthique et stratégique, particulièrement importantes à considérer à une période où l'élevage est fortement décrié par une partie de la société (Ducos et al, 2017b).…”

Quelles performances pour les animaux de demain ? Objectifs et méthodes de sélection

“…L'idée de s'affranchir de ces limites en utilisant certaines biotechnologies du génome (transgénèse par exemple) n'est pas récente, mais la lourdeur, la relative inefficacité et le coût important des techniques disponibles ont pendant longtemps limité les perspectives de déploiement à grande échelle de telles approches. Cependant, l'avènement de nouvelles techniques de modifications ciblées des génomes à partir du début des années 2010 (« new breeding techniques », ou NBT), plus précises, plus efficaces, plus faciles à mettre en oeuvre et moins coûteuses, modifie assez largement les perspectives (Ducos et al, 2017). Il s'agit de modifications ciblées des génomes fondées sur l'utilisation de nucléases programmables : ZFN, TALEN, CRIPSR-Cas9 (Petersen, 2017).…”

Quels programmes d’amélioration génétique des animaux pour des systèmes d’élevage agro-écologiques ?

“…Par exemple, l'introduction de gènes de résistance à la chaleur (Phocas et al 2016b) dans les races internationales ou les races locales des milieux tempérés pourrait permettre de maintenir les performances de production et reproduction quand les animaux sont exposés à des températures fréquem-ment supérieures à 20-25°C. Les nouvelles technologies d'édition ciblée du génome offrent la perspective de modifications plus rapides et moins coûteuses, dont l'impact sur la variabilité génétique intra-race et les questionnements d'ordre éthique et réglementaire doivent être étudiés (Ducos et al 2017).…”