Thread by @QADPlantes

#QuizAmeliorationDesPlantes

N°44

Réponse

Comme attendu ce quiz niveau expert a perdu beaucoup d'entre vous ... quasi 4x25%

La réponse était un melon cantaloup transgénique à maturation retardée

Bravo aux 16 personnes qui ont vu juste
🔽🔽🔽

https://twitter.com/QADPlantes/status/1372960329748078600

Revenons sur les rébus (encore merci a @Sekijyra )

Rébus 1

Meuh - Long - Cantal - Loup

Melon Cantaloup, ici nous parlerons plus précisément du type Charentais

Rébus 2

Mat - Tu - Rat - Cyan

Rot - Tare - Dé

Maturation Retardée, en effet une variété dont l'évolution du fruit est contrôlée dans le temps

La réponse était donc transgenèse ...

alors parlons éthylène, fruits climactériques et stratégie antisens

Le melon est un fruit climactérique, c'est a dire que sa maturation est dépendante d'une hormone végétale spécifique : l'éthylène. On peut citer également la banane, la tomate, l'avocat, la mangue, la pomme, la poire, la prune ou encore le fruit de la passion.

Cette dépendance de la maturation de ces fruits à l'éthylène a un impact sur la conduite de la culture car ces fruits peuvent continuer à murir après la récolte.

L'ethylene qui est produit par le fruit en cours de maturation provoque tout un tas de processus moléculaires et cellulaires qui abouti aux différents changements morphologiques observés.

Comme l'éthylène est un gaz, il est utilisé pour contrôler le murissement de certains fruits. A contrario contrôler sa production et limiter son accumulation permet de ralentir la maturation du fruit

Comment contrôler la production de cette hormone sans passer par des processus exogènes ? Pour le comprendre il faut s'intéresser aux processus cellulaires qui vont permettre sa synthèse.

L'ethylene est une molécule qui est impliquée dans un grand nombre de processus comme la germination, la chute des feuilles sénescentes (âgées) ou la reponse a divers stress.

La biosynthese de l'ethylene implique de nombreuses etapes liées à celles de la synthèse d'un acide aminé : la methionine.

commons.wikimedia.org/wiki/File:Yang…

Mais la dernière étape et donc l'étape clé dans la synthèse de l'éthylène est la réaction catalysée par l'ACC oxydase.

Contrôler cette réaction est in fine un moyen de contrôler la production d'éthylène.

Pour ce faire 2 options :

1- limiter la production du substrat (ACC) par l'inhibition de l'ACC synthase (l'étape précédente notée 2 sur le schéma)
2- limiter la quantité d'enzyme ACC oxydase qui catalyse la réaction.

C'est cette 2e option dont il va être question ici avec la stratégie antisens. Le but est d'ici "éteindre" l'expression du gène qui code pour l'ACC oxydase,se faisant l'enzyme est absente et la réaction produisant l'éthylène impossible la production d'éthylène n'est plus possible

Avant toute chose, l'ARN messager ça vous parle vu l'actualité ... mais révisons un peu

C'est bon pour tout le monde ?

Alors la stratégie antisens, que ? quoi ?

La méthode consiste à introduire dans le génome une version particulière du gène ciblé (ici celui qui code pour l'ACC oxydase).

On peut même parler d'intragénèse plutôt que de transgénèse car on crée un réarrangement de gènes de l'espèce en question ... pour rappel

https://twitter.com/QADPlantes/status/1266136016185896960?s=20

La méthode consiste donc à introduire dans le génome une version "inversée" du gène.

Regardons quels sont les effets de cette version sur notre caractère

Une fois l'expression de cette version (en bleu dans le schema) déclenchée c'est un ARNm antisens qui va être produit.

source @semae_officiel

La caractéristique de cet ARN messager particulier c'est qu'il possède la capacité de se lier à l'ARN messager endogène issu du gene qu'on veut "éteindre" (en vert sur le schéma)

Ces 2 ARN messagers vont former ce qu'on appelle un ARN double brin, structure qui est reconnue par la cellule comme quelque chose d'anormal. Ainsi des processus de dégradation vont détruire les 2 ARN messagers.

Cette destruction aboutie à l'absence d'ARN messager disponible pour la production de la protéine en question (ici l'ACC oxydase). Ceci aboutit dans notre cas à l'absence d'ACC oxydase et donc à l'incapacité de produire de l'éthylène, retardant ainsi la maturation du fruit.

Dans les années 1990 un laboratoire INRA / ENSAT a mis au point un melon qui ne produit plus d'éthylène par la stratégie anti sens de l'ACC oxydase et qui présente une maturation retardée comme on peut le voir sur cette image

10 jours après la récolte le melon témoin a gauche montre des signes de murissement avancé alors que le melon "antisens" a droite conserve une bonne tenue.

Les auteurs ont vérifié que la production interne d'éthylène par le fruit était bien éteinte (ronds et carrés blancs comparés aux ronds et carrés noirs). On observe une inhibition très importante de la synthèse de l’éthylène, supérieure à 99%.

Un des effets de cette réduction importante de production d'éthylène est que les melons ne développent pas la zone de fragilité au niveau du pédoncule, ils restent donc attachés à la plante mère plus longtemps et peuvent atteindre des teneurs en sucres plus élevées.

Néanmoins l'absence d'éthylène provoque également une forte diminution des composés volatiles (et donc une diminution de certaines saveurs).

Il est a noté que des stratégies similaires "antisens" ont été développées chez la tomate mais ciblant l'ACC synthase (option 1 plus haut) ou chez les pommes ciblant l'ACC synthase et l'ACC oxydase.

Le contexte de la fin des années 1990 vis a vis de l'acceptabilité des OGM a fait que cette variété de melon n'a jamais été commercialisée.

Merci de m'avoir lu

Fin du fil

Sources :

doi.org/10.1038/nbt079…

doi.org/10.1002/978111…

doi.org/10.1021/jf9806…