Ingénierie d’un système de ciblage de l’insertion des transgènes chez le riz en utilisant une protéine hybride constituée d’un domaine spécifique d’interaction à l’ADN et de la transposase mariner Mos1, application à l’amélioration qualitative et quantita – Iscitrizphyb

La possibilité d'insérer de manière site spécifique un transgène dans le génome des plantes est un enjeu majeur pour la communauté scientifique et pour l'amélioration qualitative et quantitative des plantes transgéniques destinées à exprimer un gène d'intérêt. Disposer d'une telle technologie permettra de cibler l'insertion des transgènes dans des régions du génome favorables à leur expression et de manière à éviter qu'ils interfèrent avec la régulation d'autres gènes endogènes. Ces objectifs sont d'un intérêt crucial pour les industriels ayant choisi d'utiliser les plantes pour produire des biomolécules d'intérêt thérapeutique. Le ciblage de l'insertion des transgènes dans le génome des plantes permettra en effet d'accélérer et d'améliorer la qualité et la traçabilité moléculaire des plantes génétiquement modifiées. Ceci permettra par conséquent de répondre plus efficacement aux normes d'homologation de leur mise en culture et de l'utilisation de leurs produits pour des applications thérapeutiques. Cette technologie sera par ailleurs utile à des fins plus fondamentales en génomique fonctionnelle, pour muter de manière ciblée les gènes.
La recombinaison homologue chez les plantes fonctionne à des taux très bas et repose sur des mécanismes complexes encore très mal connus. L'objectif principal de ce projet est d'explorer l'utilisation de protéines hybrides constituées de deux composants biochimiques seulement, un site de reconnaissance spécifique de l'ADN fusionné avec une transposase pour mettre en place un système d'insertion site spécifique chez les plantes,. Ces deux composants peuvent chacun faire l'objet d'ingénierie moléculaire afin d'optimiser qualitativement et quantitativement leur efficacité dans les plantes. Cette technologie en émergence consiste à modifier les domaines de reconnaissance de l'ADN des facteurs de transcription à doigt de zinc. Des paires de domaines à doigts de zinc modifiés peuvent être conçus pour reconnaître et interagir spécifiquement avec des séquences de 18 pb. Dans ce projet nous évaluerons la possibilité de cibler chez les plantes l'intégration d'un ADN en utilisant de tels domaines à doigts de zinc fusionnés avec la transposase mariner Mos1. Cette transposase est la seule transposase du groupe mariner à être naturellement active et à fonctionner chez de nombreux organismes tant procaryotes qu'eucaryotes. Cette transposase est suffisante pour catalyser l'excision et l'insertion dans le génome d'un fragment d'ADN compris entre deux séquences spécifiques les ITRs. Fonctionnant aussi in vitro et en système procaryote, des mutants destinés à modifier l'activité de cette transposase peuvent être rapidement criblés. Dans ce projet nous nous proposons d'évaluer pour la première fois dans un système végétal l'activité de la transposase mariner Mos 1, native ou modifiée pour la rendre plus active. Nous évaluerons ensuite la fiabilité d'une fusion domaine d'interaction spécifique à l'ADN-transposase mariner Mos1 à intégrer un transgène de manière site spécifique dans le génome du riz.
La réalisation de ce projet reposera sur un réseau constitué de deux équipes de recherche et respectivement expertes dans l'étude fonctionnelle de la transposase mariner Mos1 et la génomique fonctionnelle du riz. Un partenaire privé impliqué dans la production de protéines humaines thérapeutiques dans le maïs complètera ce réseau. Il s'impliquera dans l'identification des régions insulatrices favorables à une bonne stabilité et expression des transgènes dans le génome des monocotylédones. Il participera aussi à l'identification des points limitant pour le bon fonctionnement des protéines de fusion en système végétal et s'impliquera dans la protection, l'identification et le transfert des technologies valorisables issues de ce projet.
Ce projet permettra d'évaluer les avantages et les inconvénients de cette stratégie innovante (efficacité, fiabilité, interférences avec la mécanistique moléculaire de l'hôte), et de mett