Neopyropia est une macroalgue économique importante et l’une des principales espèces de macroalgues cultivées en Chine, au Japon, en Corée du Sud et dans d’autres pays. En tant que point critique dans l’évolution des organismes photosynthétiques, les algues rouges auxquelles appartient Neopyropia sont considérées comme une espèce modèle potentielle pour l’étude de la biologie fondamentale des macroalgues.
Cependant, en raison d’un génome complexe à teneur extrêmement élevée en GC et de mécanismes de régulation de l’expression des gènes non caractérisés, l’édition génétique chez Neopyropia, qui est cruciale pour la recherche sur la sélection génétique et la génétique inverse, est difficile à réaliser.
Récemment, l’équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Guangce de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS) a réalisé des progrès significatifs dans la recherche en génétique inverse sur les macroalgues économiques et a réalisé l’édition génétique chez Neopyropia yezoensis, ouvrant la voie à la sélection par conception moléculaire des macroalgues économiques.
L’étude a été publiée dans Nouveau phytologue le 12 septembre.
Les chercheurs ont développé une stratégie d’édition génétique basée sur le cycle biologique de Neopyropia et optimisé le système CRISPR/Cas. Ils ont introduit un gène peptidique auto-clivant issu d’un virus porcin pour lier le gène marqueur de sélection et la protéine 9 associée à CRISPR (Cas9) afin de permettre une expression élevée de Cas9 dans les souches tolérantes à l’hygromycine.
Entre-temps, ils ont identifié et cloné pour la première fois le gène U6 et son promoteur de Neopyropia, qui peuvent être reconnus par l’ARN polymérase III pour initier la transcription de petits ARN nucléaires. Les chercheurs l’ont utilisé pour l’expression de l’ARNg, mettant ainsi en place la pièce finale pour l’édition du gène Neopyropia basée sur le système CRISPR/Cas.
L’équipe a également réussi à éliminer avec précision les gènes ciblés chez Neopyropia et a obtenu une série de souches à génome modifié pouvant être utilisées dans la sélection. Les mutants homozygotes représentaient 9,6 %.
« La mise en place d’une technologie d’édition génétique pose les bases de la recherche en génétique inverse sur Neopyropia », a déclaré le Dr Xie Xiujun, l’un des auteurs correspondants de l’étude. « Elle permettra non seulement de promouvoir Neopyropia yezensis en tant qu’espèce modèle pour la recherche biologique fondamentale sur les macroalgues, mais fournira également un outil important pour la sélection par conception moléculaire de Neopyropia yezoensis. »
Plus d’informations :
Hong Wang et al., L’édition génétique de la macroalgue économique Neopyropia yezoensis (Rhodophyta) favorisera son développement en une espèce modèle d’algues marines, Nouveau phytologue (2024). DOI: 10.1111/nph.20123