Perfect 21-nucleotide matches to beneficial fungi are common in canonical antifungal dsRNA targets: an in-silico off-target hazard screen for spray-induced gene silencing
Cette étude révèle que les cibles canoniques d'ARN double brin antifongiques utilisées dans le silençage génique induit par pulvérisation contiennent fréquemment des correspondances parfaites de 21 nucléotides avec des champignons bénéfiques, indiquant un risque d'effet hors cible significatif que les panels de criblage réglementaires actuels ne parviennent pas à détecter.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les agriculteurs comptent depuis longtemps sur un équilibre délicat de la nature pour protéger leurs cultures. Lorsqu'un champ est attaqué par un champignon nuisible, ils se tournent souvent vers des champignons bénéfiques — des alliés microscopiques qui combattent naturellement les envahisseurs. Ces dernières années, une nouvelle technologie est apparue pour aider ces alliés : un spray composé d'ARN double brin, une molécule qui agit comme un interrupteur génétique précis. Lorsqu'il est pulvérisé sur une plante, cette molécule pénètre dans les cellules d'un champignon nuisible spécifique et réduit au silence un gène vital, désactivant ainsi l'aptitude de l'organisme à survivre. La promesse de cette méthode, appelée extinction de gènes induite par pulvérisation, est qu'elle est parfaitement spécifique. Parce que l'interrupteur génétique ne fonctionne que si la molécule correspond exactement à l'ADN du nuisible, les scientifiques pensaient qu'elle laisserait toutes les autres formes de vie, y compris les champignons bénéfiques, totalement intactes. Cette idée a été le fondement du passage de ces sprays du laboratoire vers une utilisation commerciale.
Cependant, une nouvelle étude suggère que cette hypothèse de sécurité parfaite pourrait être erronée lorsqu'il s'agit de champignons. Des chercheurs de l'Université de Debrecen et de l'Université d'Agriculture de Faisalabad ont décidé de tester la sécurité de ces sprays contre les champignons bénéfiques dont les agriculteurs dépendent. Ils se sont concentrés sur les cibles les plus courantes pour ces sprays : des gènes essentiels à la survie de Fusarium graminearum, un pathogène destructeur qui attaque le blé et l'orge. L'équipe s'est posé une question simple mais cruciale : si vous concevez un spray pour réduire au silence un gène de ce mauvais champignon, ce même spray contient-il accidentellement une séquence génétique qui correspond à un gène d'un bon champignon ?
Pour trouver la réponse, les scientifiques ont utilisé une méthode de criblage informatique. Ils ont pris les empreintes génétiques de douze modèles de sprays différents, qui ciblaient des gènes essentiels comme ceux qui construisent les parois cellulaires ou aident le champignon à respirer. Ils ont ensuite comparé ces modèles aux empreintes génétiques de sept champignons bénéfiques différents. Ceux-ci comprenaient des agents de biocontrôle courants comme Trichoderma et Metarhizium, qui sont largement utilisés pour protéger les cultures, ainsi qu'un type de champignon du sol qui aide les plantes à absorber les nutriments. Les chercheurs ont cherché des correspondances qui étaient exactement de vingt et un lettres de long, une longueur connue pour être suffisante pour déclencher l'interrupteur génétique chez un champignon.
Les résultats ont été frappants. Onze des douze modèles de sprays contenaient au moins une correspondance parfaite avec un gène d'un champignon bénéfique. Dans certains cas, les correspondances étaient nombreuses. Un modèle ciblant une protéine structurelle spécifique du mauvais champignon contenait 580 correspondances parfaites avec des gènes de champignons bénéfiques. Ces correspondances n'étaient pas des erreurs aléatoires ; elles se produisaient parce que le mauvais champignon et les bons champignons sont des parents proches dans l'arbre de la vie. Ils partagent les mêmes gènes essentiels et, comme ces gènes ont très peu changé au cours de millions d'années, leurs séquences génétiques sont presque identiques. L'étude a révélé que les modèles de sprays étaient les plus susceptibles de déclencher accidentellement les interrupteurs génétiques des champignons bénéfiques qui sont les parents les plus proches du nuisible.
Les chercheurs ont également examiné si ce problème pouvait être résolu en changeant l'endroit où le spray était conçu sur le gène. Pour certains des gènes cibles, ils ont constaté qu'il était possible de sélectionner une section du gène qui n'avait aucune correspondance dans les champignons bénéfiques. Un gène spécifique, CYP51C, s'est avéré être complètement sûr, sans aucune correspondance. Cependant, pour d'autres gènes, tels que celui codant pour la protéine structurelle mentionnée précédemment, chaque section possible du gène contenait une correspondance dangereuse. Cela signifie que pour certaines cibles, il est actuellement impossible de concevoir un spray qui n'affectera pas accidentellement ces alliés bénéfiques.
Il est important de noter que cette étude a identifié un danger potentiel, et non un désastre confirmé. Trouver une séquence génétique correspondante est comme trouver une clé qui s'insère dans une serrure ; cela ne signifie pas que la clé a été tournée ou que la porte s'est ouverte. La question de savoir si le spray nuit réellement aux champignons bénéfiques dans un champ réel dépend de nombreux autres facteurs, tels que la capacité des champignons à absorber le spray, la survie du spray dans le sol ou la présence de la machinerie interne des champignons pour y répondre. L'étude n'a pas testé ces conditions réelles. Cependant, les conclusions mettent en évidence une lacune importante dans les tests de sécurité actuels. Les directives réglementaires pour ces sprays n'incluent pas actuellement les champignons bénéfiques dans leurs vérifications de sécurité, ce qui signifie que ces correspondances potentielles ont été négligées.
L'étude conclut que, bien que la technologie soit très prometteuse, l'hypothèse selon laquelle elle est automatiquement sûre pour tous les champignons est incorrecte. La relation étroite entre les parasites des cultures et les champignons bénéfiques signifie qu'un spray conçu pour tuer l'un peut facilement porter les instructions génétiques pour réduire au silence l'autre. Les chercheurs suggèrent qu'avant que ces sprays ne soient approuvés pour une utilisation généralisée, ils doivent être examinés par rapport aux empreintes génétiques des champignons bénéfiques dont les agriculteurs dépendent. Ce faisant, les scientifiques pourront redessiner les sprays pour éviter ces correspondances accidentelles, garantissant ainsi que les outils utilisés pour protéger les cultures ne nuisent pas par inadvertance aux alliés naturels qui maintiennent la santé des sols.
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