Des nanoparticules délivrent du matériel génétique via les racines pour une amélioration rapide des cultures

Des chercheurs de l'Université du Queensland [UQ] ont introduit du matériel génétique dans des plantes via leurs racines, ouvrant ainsi une voie potentielle pour l'amélioration des cultures. La recherche est publiée dans Nature Plants. Le professeur Bernard Carroll de l'École de chimie et de biosciences moléculaires de l'UQ a déclaré que la technologie des nanoparticules pourrait aider à affiner les gènes des plantes pour augmenter le rendement des cultures et améliorer la qualité des aliments. « La sélection végétale traditionnelle et la modification génétique prennent de nombreuses générations pour produire une nouvelle variété de culture, ce qui prend du temps et coûte cher », a déclaré le professeur Carroll. « Nous avons réussi à faire absorber par les racines des plantes une nanoparticule bénigne qui a été développée par le groupe du professeur Gordon Xu à l'UQ pour la délivrance de vaccins et de traitements contre le cancer chez les animaux. » « Les parois cellulaires des plantes sont rigides et ressemblent à du bois, beaucoup plus résistantes que les cellules humaines ou animales, nous avons donc recouvert la nanoparticule d'une protéine qui relâche doucement la paroi cellulaire de la plante. » « Le revêtement protéique a aidé la nanoparticule à traverser les parois cellulaires pour délivrer pour la première fois une cargaison d'ARNm synthétique dans les plantes. » Les ARNm [acides ribonucléiques messagers] sont des molécules messagères naturelles contenant des instructions génétiques pour construire et améliorer toutes les formes de vie. L'équipe de recherche a utilisé les nanoparticules pour délivrer de l'ARNm synthétique qui produit une protéine fluorescente verte dans plusieurs espèces de plantes, dont Arabidopsis [un membre miniature de la famille du canola et du chou largement utilisé dans la recherche génétique]. « Il était surprenant qu'au lieu de délivrer toute sa charge dans la première cellule dans laquelle elle est entrée, la nanoparticule ait voyagé avec l'eau à travers la plante, distribuant l'ARNm au fur et à mesure », a déclaré le professeur Carroll. « C'est passionnant car, avec d'autres améliorations, la technologie pourrait potentiellement être utilisée à l'avenir pour produire de nouvelles variétés de cultures plus rapidement. » « Avec des recherches supplémentaires, nous pourrions cibler un problème avec une culture tel que la saveur ou la qualité et avoir une nouvelle variété sans avoir besoin d'une décennie de croisements ou de modifications génétiques. » « Semblable à la façon dont un vaccin à ARNm produit une protéine pour stimuler le système immunitaire, puis se dégrade, l'ARNm que nous délivrons dans les plantes est exprimé transitoirement, puis disparaît. » La technique des nanoparticules a été brevetée par la société de commercialisation de l'UQ, UniQuest, qui recherche maintenant des partenaires pour développer davantage la technologie. L'équipe de recherche comprenait le professeur Zhi Pin (Gordon) Xu et le Dr Jiaxi Yong à l'Institut australien de bioingénierie et de nanotechnologie de l'UQ et à l'Alliance du Queensland pour l'agriculture et l'innovation.