Les scientifiques utilisent CRISPR pour mettre des gènes d'alligator dans le poisson-chat

Des millions de poissons sont élevés aux États-Unis chaque année, mais beaucoup d'entre eux meurent d'infections. En théorie, la modification génétique des poissons avec des gènes qui les protègent contre les maladies pourrait réduire les déchets et contribuer à limiter l'impact environnemental de la pisciculture. Une équipe de scientifiques a tenté de faire exactement cela en insérant un gène d'alligator dans les génomes du poisson-chat.

Les Américains passent par beaucoup de poisson-chat. En 2021, les fermes de poisson-chat aux États-Unis ont produit 307 millions de livres (139 millions de kilogrammes) de poisson. "Sur une base par livre, entre 60 et 70% de l'aquaculture américaine est... la production de poisson-chat", explique Rex Dunham, qui travaille sur l'amélioration génétique du poisson-chat à l'Université Auburn en Alabama.

Mais l'élevage du poisson-chat est également un excellent terrain fertile pour les infections. Entre le moment où les poissons d'élevage sont nouvellement éclos et le moment où ils sont récoltés, environ 40 % des animaux dans le monde meurent de diverses maladies, dit Dunham.

La nouvelle modification génétique pourrait-elle aider?

Le gène alligator, que les recherches de Dunham ont révélé comme une réponse potentielle, code pour une protéine appelée cathélicidine. La protéine est antimicrobienne, dit Dunham - on pense qu'elle aide à protéger les alligators contre le développement d'infections dans les blessures qu'ils subissent lors de leurs combats agressifs les uns avec les autres. Dunham s'est demandé si les animaux qui ont le gène artificiellement inséré dans leurs génomes pourraient être plus résistants aux maladies.

Dunham et ses collègues voulaient également aller plus loin et s'assurer que les poissons transgéniques résultants ne pourraient pas se reproduire. En effet, les animaux génétiquement modifiés ont le potentiel de faire des ravages dans la nature s'ils s'échappent des fermes, supplantant leurs homologues sauvages pour la nourriture et l'habitat.

Survivants transgéniques

Dunham, Baofeng Su (également à l'Université d'Auburn) et leurs collègues ont utilisé l'outil d'édition de gènes CRISPR pour insérer le gène alligator de la cathélicidine dans la partie du génome qui code pour une importante hormone de reproduction, "pour essayer de tuer deux oiseaux avec une pierre », dit Dunham. Sans l'hormone, les poissons sont incapables de frayer.

Les poissons qui en résultent semblent être plus résistants aux infections. Lorsque les chercheurs ont mis deux types différents de bactéries pathogènes dans des réservoirs d'eau, ils ont découvert que les poissons génétiquement modifiés avaient beaucoup plus de chances de survivre que leurs homologues qui n'avaient pas subi d'édition génétique. Selon l'infection, "le taux de survie des poissons transgéniques cathélicidine était entre deux et cinq fois plus élevé", explique Dunham.

Les poissons transgéniques sont également stériles et ne peuvent se reproduire que s'ils reçoivent une injection d'hormones de reproduction, expliquent les chercheurs, qui publié leurs résultats en ligne sur le serveur de préimpression bioRxiv. Le document n'a pas encore été évalué par des pairs.

"Quand j'ai entendu parler de l'étude pour la première fois, j'ai pensé : que diable ? Qui aurait pensé à faire ça ? Et pourquoi le feraient-ils ? déclare Greg Lutz de la Louisiana State University, qui étudie le rôle de la génétique dans l'aquaculture depuis des décennies. Mais Lutz pense que le travail est prometteur - la résistance aux maladies peut avoir un impact important sur la quantité de déchets générés par les piscicultures, et la réduction de ces déchets est depuis longtemps un objectif de l'édition génétique chez les animaux d'élevage, dit-il.

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