La graine : « Une usine à synthétiser aux propriétés uniques » [中文]

Entretien avec Jérôme Verdier, responsable d’un groupe de recherche au PSC

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Intégré au SIBS (Shanghai Institutes of Biological Sciences) de l’Académie des Sciences de Chine, le centre PSC (Plant Stress Biology) de Shanghai est destiné à mener des recherches fondamentales en biologie végétale (en particulier la résistance des plantes aux différents stress environnementaux : hydrique, salin, etc.) Le Service pour la Science et la Technologie a rencontré Jérôme Verdier, biologiste et responsable du groupe sur la biologie des graines.

Comment êtes-vous arrivé en Chine ?

Je travaillais auparavant aux Etats-Unis, après avoir réalisé mon post-doctorat à la fondation Samuel Roberts Noble, fondation indépendante pour la recherche agronomique. Durant cette période, je me suis beaucoup intéressé à la génomique des graines : j’ai aussi eu la chance de participer à des projets passionnants en partenariat avec des entreprises de premier plan dans le secteur. Après quatre ans passés aux Etats-Unis, j’avais le souhait de relever de nouveaux défis et de participer au projet de grande envergure qu’est le développement du PSC. Dirigé par le professeur ZHU Jian-Kang, qui a fait une brillante carrière aux Etats-Unis, notre centre de recherche est en pleine expansion et envisage de passer de 15 à plus de 50 groupes de recherche dans les prochaines années avec une forte ouverture internationale puisque la plupart d’entre eux ont déjà de sérieuses références scientifiques à l’étranger.

Quels avantages trouvez-vous à travailler au PSC ?

C’est d’abord l’ambition du projet qui m’a motivé : une équipe relativement jeune mais extrêmement compétente et dynamique avec des moyens, c’est très séduisant pour un chercheur. Ensuite le niveau des étudiants qui viennent travailler ici est excellent puisque la plupart sont issus de l’université UCAS (Université de l’Académie des Sciences de Chine). J’ai une grande liberté pour mener à bien mes recherches et bénéficie d’installations et d’équipements de pointe. En effet, le centre a su s’entourer d’experts internationaux pour développer des plateformes de génomique, microscopie, protéomique, métabolomique, bioinformatique et biotechnologie, possédant une grande expertise ainsi que des équipements ultramodernes. L’organisation découplée entre des équipes de recherches et des équipes en charge d’exploiter les plateformes permet une efficacité optimale. Enfin, bien sûr, être sur le même site que le jardin botanique de Shanghai offre un espace de verdure appréciable : j’en recommande vivement la visite !

Quels sont les enjeux de votre recherche ?

Mon équipe se concentre essentiellement sur les graines légumineuses avec pour objectif de déterminer certains mécanismes qui leur sont propres : en s’appuyant sur l’étude de l’espèce modèle Medicago truncatula (luzerne tronquée) on cherche par exemple à expliquer comment une graine est capable de se développer, de stocker des protéines ou de résister à des conditions de stress hydrique extrêmes. Comprendre ce type de mécanismes, c’est une porte d’entrée vers deux finalités que sont d’une part augmenter la production, et d’autre part améliorer la qualité nutritionnelle des plantes que nous consommons. C’est bien entendu un enjeu à long terme pour satisfaire les besoins alimentaires de la population mondiale, mais la recherche présente aussi des fortes implications en termes de santé publique puisque nous travaillons également sur un projet qui étudie la possibilité de corriger les problèmes d’allergie associés à certaines plantes.

En quoi consiste concrètement la compréhension des différents métabolismes ?

Mon travail concerne l’étude des gènes : les gènes codent pour des protéines qui permettent la synthèse de protéines intervenant dans les mécanismes que nous cherchons à expliquer. Mon équipe se concentre à un niveau de recherche plutôt fondamentale. Nous effectuons une première sélection des gènes que nous considérons déterminants dans le processus : parmi eux environ 20% se révèleront intéressants et seront analysés en détails. Nous transmettons ensuite nos résultats à la plateforme de biotechnologies pour intégrer les modifications sur les gènes que nous avons repérés dans des plantes présentant un intérêt agronomique. Enfin, des tests en serre et champs sur les plantes modifiées seront effectués pour valider nos résultats en « conditions réelles » et ainsi potentiellement générer une variété à forte plus-value économique ou nutritionnelle. Toute la difficulté du travail est de comprendre en détails les mécanismes mis en jeu par la plante pour pouvoir les améliorer ou les modifier : c’est une étape délicate et hélas parfois difficile à atteindre.

Comment interagissez-vous avec le laboratoire de bio-informatique, voisin du votre ?

L’outil informatique est très certainement une chance pour nous ; c’est aussi un défi pour les informaticiens, qui doivent chercher à rendre exploitable la quantité énorme de données contenues dans un génome. C’est un exemple concret de valorisation de données massives (big data), nous nous en servons dans la sélection des gènes, mais aussi pour dresser des cartographies reliant certaines parties du génome à des propriétés des plantes : ces méthodes sont devenues indispensables pour analyser efficacement les innombrables informations dont nous disposons.

Les organismes génétiquement modifiés (OGM) posent de nombreux problèmes d’acceptabilité dans l’opinion publique, en Chine comme ailleurs, comment vos recherches intègrent-elle ces difficultés ?

Actuellement, on peut dégager deux techniques majeures de modification génétique :

  • Les méthodes de mutations chimiques qui impactent d’autres gènes que ceux qui sont ciblés et qui sont difficiles à mettre en œuvre ;
  • Les OGM classiques (introduction ou modification d’un gène dans le génome), dont l’impact est ciblé sur le gène d’intérêt mais qui suscite la contestation d’une partie de la population.
    Une nouvelle technique, développée en partie au sein du laboratoire (CRISPR/Cas) permet d’ « éditer » le génome des plantes de manière ciblée. Ce système repose sur un mécanisme de modification du génome bactérien qui a été adapté aux plantes. Cette méthode est plus ciblée que la mutagenèse chimique et produit des plantes considérées non-OGM car elle n’introduit pas d’ADN exogène à l’inverse des OGM classiques. Cette technique a déjà été adaptée dans notre institut à de nombreuses plantes tel que le colza, le tabac, le soja et le riz. C’est également avec cette méthode que nous cherchons à résoudre les problèmes d’allergie causée par certaines plantes.

Enfin, nous menons des projets destinés à lutter contre les effets de la pollution des sols en Chine, qui localement, peuvent nuire aux qualités nutritives des graines. L’idée est de permettre à la plante de continuer d’absorber les métaux lourds par les racines (puisque cela purifie le sol) mais de bloquer le transport et l’accumulation de ces métaux au niveau des graines afin de les rendre plus saines a la consommation.

Avez-vous des collaborations avec la France ?

Compte tenu de mon parcours, j’entretiens beaucoup de liens avec les Etats-Unis mais la collaboration avec des laboratoires français commence à s’établir avec des premiers projets menés avec l’INRA. Nous serions heureux de pouvoir accueillir davantage d’étudiants internationaux, et français en particulier, pour développer de futures coopérations.

Dernière modification : 27/08/2014

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