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Des moustiques mutants contre le paludisme
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Des moustiques mutants contre le paludisme

Grâce à une manipulation génétique, une équipe britannique vient de réussir à faire disparaître en laboratoire toute une population de moustiques responsables de la transmission du paludisme. Elle a utilisé une technique qui permet de modifier l'ADN des insectes - par exemple, pour les rendre stériles -et de transmettre cette mutation de génération en génération.

Mettre une colonie de moustiques K.-O. ! Un rêve pour les populations frappées par le paludisme, la dengue, le chikungunya ou le virus Zika. Pour y parvenir, les biologistes fourbissent leurs armes. Après les agents chimiques, voici l'ère des moustiques mutants. Grâce aux progrès de la génétique, il est possible de modifier l'ADN de ces insectes pour les rendre infertiles ou pour empêcher leur infection par un agent pathogène. Et, surtout, des équipes ont réussi à faire en sorte qu'une mutation induite sur quelques spécimens se propage, au fil des générations, à toute une colonie de moustiques en cage. Les spécialistes parlent de forçage génétique ou gene drive. La technique a été mise au point en 2015. Jusque-là, des biologistes avaient apporté des preuves de sa faisabilité chez les moustiques, mais aucun n'avait réussi à les éliminer totalement en laboratoire.

Pour la première fois cette année, l'une des équipes pionnières, celle d'Andrea Crisanti et de Tony Nolan, à l'Imperial College de Londres, y est parvenue. Après avoir fait cohabiter 300 femelles d'Anopheles gambiae, l'une des espèces responsables de la propagation du paludisme en Afrique, et 300 mâles, dont la moitié a été génétiquement modifiée, la population s'est éteinte en sept générations dans une cage, et onze dans une autre.

L'équipe londonienne et celle d'Anthony James, à l'université de Californie à Irvine, se sont intéressées au forçage génétique dans les années 2000. La mise au point, en 2012, des ciseaux génétiques CRISPR-Cas9 a rendu cette technique accessible. Les équipes ont conçu une boîte à outils génétique capable de se transmettre de génération en génération et d'intégrer la mutation voulue à chaque individu. Cette boîte à outils, ou cassette gene drive, se compose d'une molécule capable de couper l'ADN, l'enzyme Cas9, d'une molécule qui va guider Cas9 à l'endroit choisi sur l'ADN et d'un gène synthétique qui apportera les caractéristiques choisies. « La cassette gene drive se comporte comme un élément égoïste, puisqu'elle provoque une cassure dans les chromosomes naturels qu'elle rencontre à l'occasion des fécondations, explique Éric Marois, qui travaille sur cette technique à l'Institut de biologie moléculaire et cellulaire (CNRS, Inserm, université de Strasbourg). Ces chromosomes se réparent généralement en recopiant cette cassette égoïste pour "boucher la cassure", mais ils ne savent pas qu'un élément artificiel se trouve à l'endroit même de la cassure sur le chromosome homologue transgénique qu'ils utilisent comme matrice de réparation. » Cette boîte à outils moléculaire fait ainsi du « copier-coller » génétique à la chaîne...

Le gène doublesex

Dans leur expérimentation, Andrea Crisanti et Tony Nolan ont ciblé un gène d'Anopheles gambiae appelé doublesex. Lors du développement embryonnaire, il est impliqué dans la différenciation sexuelle du moustique. Même si tous les mécanismes moléculaires en jeu n'ont pas encore été élucidés, les biologistes ont déterminé que, lorsque l'embryon est un mâle, le gène doublesex code un certain type de protéines, et que, lorsque c'est une femelle, le gène code un autre type de protéines. Dans ce gène qui comprend plusieurs milliers de nucléotides, ils ont découvert qu'une séquence beaucoup plus courte peut être coupée et remplacée de façon à obtenir des femelles stériles. Les mâles porteurs de ce gène modifié ne montrent aucun changement, pas plus que les femelles avec une seule copie de ce gène. Mais les femelles avec deux copies du gène modifié ont des caractéristiques à la fois masculines et féminines, et ne peuvent pas pondre.

En ciblant le gène doublesex, les biologistes ne modifient pas les capacités de reproduction des mâles, qui peuvent ainsi transmettre la mutation avec la cassette gene drive à leur descendance. Lors de la fécondation, la copie du gène doublesex paternel corrige la copie maternelle. L'embryon, qu'il soit mâle ou femelle, est systématiquement porteur de deux copies du gène doublesex muté. Ainsi, au fil des générations, les femelles d'une population sont de plus en plus nombreuses à être stériles. Jusqu'au moment où la reproduction n'est plus possible. La population de moustiques est alors éliminée. « Contrairement à de précédentes expériences, la transmission de la mutation n'a pas rencontré de résistance. La séquence génétique qui est ciblée semble très stable, très conservée. Elle ne présente pas de polymorphismes qui pourraient bloquer le fonctionnement de la cassette gene drive », explique Éric Marois.

Dans les expériences de Tony Nolan et Andrea Crisanti, la transmission s'est produite à 100 %. « Ces résultats confirment que le forçage génétique peut être efficace contre le paludisme, a estimé Andrea Crisanti, lors de la publication de ces résultats. Il reste encore beaucoup à faire, à la fois pour tester la technologie dans des laboratoires plus importants et pour évaluer la faisabilité d'une telle intervention dans des pays concernés ». Selon le biologiste, il faudrait attendre cinq à dix ans avant d'envisager de tester le forçage génétique en milieu naturel. Ces résultats réalisés en laboratoire pourraient-ils être obtenus dans la nature ? Pour Éric Marois, il est difficile de prédire, dans des populations un million de fois plus nombreuses que celles testées dans les cages, si la cassette gene drive ne se heurtera pas à des polymorphismes qui permettraient une résistance dans des populations sauvages de moustiques. Et est-ce qu'elle ne pourrait pas être transmise à d'autres espèces de moustiques non ciblées ? Le biologiste Kevin Esvelt, à la tête de l'équipe Sculpting Evolution, à l'Institut technologique du Massachusetts, avertit que « le fait que la séquence cible du gène doublesex soit hautement conservée signifie qu'elle pourrait être présente dans le génome d'autres espèces de moustiques. La cassette gene drive pourrait alors se répandre dans des espèces de moustiques non ciblées, s'il y a des croisements. » En outre, que se passera-t-il chez les espèces qui se nourrissent de moustiques ? Face à ces questions, Éric Marois privilégie une autre stratégie : utiliser le forçage génétique pour transmettre une mutation empêchant le moustique de devenir un vecteur d'agent pathogène, tel Plasmodium falciparum, le parasite responsable du paludisme.

Enfin, les populations humaines touchées par les infections transmises par les moustiques sont-elles prêtes à subir des lâchers de moustiques génétiquement modifiés porteurs de la cassette gene drive ? En août dernier, l'Autorité nationale de biosécurité du Burkina Faso a autorisé le lâcher de 10 000 moustiques Anopheles génétiquement modifiés autour du village de Pala, dans la région Ouest du pays, dans le cadre du programme Target Malaria financé par la Fondation Bill et Melinda Gates. Il s'agit de mâles porteurs d'une mutation qui empêche le développement des larves. Mais cette mutation ne se répandant pas, il n'y a pas de forçage génétique.


Source : La Recherche
Crédit : Andrew Hammond

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Des moustiques mutants contre le paludisme

Grâce à une manipulation génétique, une équipe britannique vient de réussir à faire disparaître en laboratoire toute une population de moustiques responsables de la transmission du paludisme. Elle a utilisé une technique qui permet de modifier l'ADN des insectes - par exemple, pour les rendre stériles -et de transmettre cette mutation de génération en génération.

Mettre une colonie de moustiques K.-O. ! Un rêve pour les populations frappées par le paludisme, la dengue, le chikungunya ou le virus Zika. Pour y parvenir, les biologistes fourbissent leurs armes. Après les agents chimiques, voici l'ère des moustiques mutants. Grâce aux progrès de la génétique, il est possible de modifier l'ADN de ces insectes pour les rendre infertiles ou pour empêcher leur infection par un agent pathogène. Et, surtout, des équipes ont réussi à faire en sorte qu'une mutation induite sur quelques spécimens se propage, au fil des générations, à toute une colonie de moustiques en cage. Les spécialistes parlent de forçage génétique ou gene drive. La technique a été mise au point en 2015. Jusque-là, des biologistes avaient apporté des preuves de sa faisabilité chez les moustiques, mais aucun n'avait réussi à les éliminer totalement en laboratoire.

Pour la première fois cette année, l'une des équipes pionnières, celle d'Andrea Crisanti et de Tony Nolan, à l'Imperial College de Londres, y est parvenue. Après avoir fait cohabiter 300 femelles d'Anopheles gambiae, l'une des espèces responsables de la propagation du paludisme en Afrique, et 300 mâles, dont la moitié a été génétiquement modifiée, la population s'est éteinte en sept générations dans une cage, et onze dans une autre.

L'équipe londonienne et celle d'Anthony James, à l'université de Californie à Irvine, se sont intéressées au forçage génétique dans les années 2000. La mise au point, en 2012, des ciseaux génétiques CRISPR-Cas9 a rendu cette technique accessible. Les équipes ont conçu une boîte à outils génétique capable de se transmettre de génération en génération et d'intégrer la mutation voulue à chaque individu. Cette boîte à outils, ou cassette gene drive, se compose d'une molécule capable de couper l'ADN, l'enzyme Cas9, d'une molécule qui va guider Cas9 à l'endroit choisi sur l'ADN et d'un gène synthétique qui apportera les caractéristiques choisies. « La cassette gene drive se comporte comme un élément égoïste, puisqu'elle provoque une cassure dans les chromosomes naturels qu'elle rencontre à l'occasion des fécondations, explique Éric Marois, qui travaille sur cette technique à l'Institut de biologie moléculaire et cellulaire (CNRS, Inserm, université de Strasbourg). Ces chromosomes se réparent généralement en recopiant cette cassette égoïste pour "boucher la cassure", mais ils ne savent pas qu'un élément artificiel se trouve à l'endroit même de la cassure sur le chromosome homologue transgénique qu'ils utilisent comme matrice de réparation. » Cette boîte à outils moléculaire fait ainsi du « copier-coller » génétique à la chaîne...

Le gène doublesex

Dans leur expérimentation, Andrea Crisanti et Tony Nolan ont ciblé un gène d'Anopheles gambiae appelé doublesex. Lors du développement embryonnaire, il est impliqué dans la différenciation sexuelle du moustique. Même si tous les mécanismes moléculaires en jeu n'ont pas encore été élucidés, les biologistes ont déterminé que, lorsque l'embryon est un mâle, le gène doublesex code un certain type de protéines, et que, lorsque c'est une femelle, le gène code un autre type de protéines. Dans ce gène qui comprend plusieurs milliers de nucléotides, ils ont découvert qu'une séquence beaucoup plus courte peut être coupée et remplacée de façon à obtenir des femelles stériles. Les mâles porteurs de ce gène modifié ne montrent aucun changement, pas plus que les femelles avec une seule copie de ce gène. Mais les femelles avec deux copies du gène modifié ont des caractéristiques à la fois masculines et féminines, et ne peuvent pas pondre.

En ciblant le gène doublesex, les biologistes ne modifient pas les capacités de reproduction des mâles, qui peuvent ainsi transmettre la mutation avec la cassette gene drive à leur descendance. Lors de la fécondation, la copie du gène doublesex paternel corrige la copie maternelle. L'embryon, qu'il soit mâle ou femelle, est systématiquement porteur de deux copies du gène doublesex muté. Ainsi, au fil des générations, les femelles d'une population sont de plus en plus nombreuses à être stériles. Jusqu'au moment où la reproduction n'est plus possible. La population de moustiques est alors éliminée. « Contrairement à de précédentes expériences, la transmission de la mutation n'a pas rencontré de résistance. La séquence génétique qui est ciblée semble très stable, très conservée. Elle ne présente pas de polymorphismes qui pourraient bloquer le fonctionnement de la cassette gene drive », explique Éric Marois.

Dans les expériences de Tony Nolan et Andrea Crisanti, la transmission s'est produite à 100 %. « Ces résultats confirment que le forçage génétique peut être efficace contre le paludisme, a estimé Andrea Crisanti, lors de la publication de ces résultats. Il reste encore beaucoup à faire, à la fois pour tester la technologie dans des laboratoires plus importants et pour évaluer la faisabilité d'une telle intervention dans des pays concernés ». Selon le biologiste, il faudrait attendre cinq à dix ans avant d'envisager de tester le forçage génétique en milieu naturel. Ces résultats réalisés en laboratoire pourraient-ils être obtenus dans la nature ? Pour Éric Marois, il est difficile de prédire, dans des populations un million de fois plus nombreuses que celles testées dans les cages, si la cassette gene drive ne se heurtera pas à des polymorphismes qui permettraient une résistance dans des populations sauvages de moustiques. Et est-ce qu'elle ne pourrait pas être transmise à d'autres espèces de moustiques non ciblées ? Le biologiste Kevin Esvelt, à la tête de l'équipe Sculpting Evolution, à l'Institut technologique du Massachusetts, avertit que « le fait que la séquence cible du gène doublesex soit hautement conservée signifie qu'elle pourrait être présente dans le génome d'autres espèces de moustiques. La cassette gene drive pourrait alors se répandre dans des espèces de moustiques non ciblées, s'il y a des croisements. » En outre, que se passera-t-il chez les espèces qui se nourrissent de moustiques ? Face à ces questions, Éric Marois privilégie une autre stratégie : utiliser le forçage génétique pour transmettre une mutation empêchant le moustique de devenir un vecteur d'agent pathogène, tel Plasmodium falciparum, le parasite responsable du paludisme.

Enfin, les populations humaines touchées par les infections transmises par les moustiques sont-elles prêtes à subir des lâchers de moustiques génétiquement modifiés porteurs de la cassette gene drive ? En août dernier, l'Autorité nationale de biosécurité du Burkina Faso a autorisé le lâcher de 10 000 moustiques Anopheles génétiquement modifiés autour du village de Pala, dans la région Ouest du pays, dans le cadre du programme Target Malaria financé par la Fondation Bill et Melinda Gates. Il s'agit de mâles porteurs d'une mutation qui empêche le développement des larves. Mais cette mutation ne se répandant pas, il n'y a pas de forçage génétique.


Source : La Recherche
Crédit : Andrew Hammond

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


27 janvier

VISITE GUIDÉE
POTIERS GALLO-ROMAINS

Découvrez l’activité des potiers gallo-romains et de leur véritable « usine » d’amphores.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020

EXPOSITION
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 31 mars 2019

EXPOSITION PLEIN-AIR
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 22 avril 2019

EXPOSITION "FROID"

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/

Lieux:

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