Pendant des dizaines de milliers d’années, l’évolution a façonné les tomates grâce à des mutations naturelles. Ensuite, les humains sont arrivés. Pendant des siècles, nous avons sélectionné et cueilli des tomates cerises présentant nos caractéristiques préférées. Aujourd’hui, l’édition du génome CRISPR nous permet de réaliser de nouvelles mutations de cultures qui améliorent encore davantage les caractères. Cependant, les mutations individuelles, qu’elles soient naturelles ou artificielles, ne fonctionnent pas seules. Chacun opère dans un océan de milliers de mutations dites « de fond ». Ces changements ont été semés par l’évolution et l’histoire agricole. Et si une seule personne pouvait modifier radicalement le résultat souhaité d’une mutation artificielle ?
Aujourd’hui, un généticien végétal et un informaticien du Chilly Spring Harbor Laboratory (CSHL) se sont associés pour explorer à quel position la sélection végétale est prévisible avec les mutations naturelles et CRISPR. Pour ce faire, ils ont remonté le temps de l’évolution.
Zachary Lippman, professeur au CSHL et chercheur au HHMI, et David McCandlish, professeur agrégé, se sont demandé si différentes mutations naturelles et artificielles pourraient avoir des effets similaires sur la taille de la tomate en fonction de la présence de deux autres mutations génétiques. À l’aide de CRISPR, ils ont créé une série de mutations dans le gène SlCLV3. (On sait que la mutation naturelle de ce gène augmente la taille des fruits.) Ils ont ensuite combiné ces mutations avec d’autres dans des gènes qui fonctionnent avec SlCLV3.
Au whole, ils ont créé 46 souches de tomates présentant différentes combinaisons de mutations. Ils ont découvert que les mutations SlCLV3 produisaient des effets furthermore prévisibles lorsque certaines autres mutations étaient également présentes. Les mutations dans un gène ont produit des changements prévisibles dans la taille des tomates, mais les mutations dans un autre ont donné des résultats aléatoires. Remarquablement, l’effet le as well as bénéfique impliquait deux mutations apparues il y a des millénaires et jouant un rôle central dans la domestication de la tomate.
De nouvelles recherches menées par McCandlish et Lippman pourraient nous aider à mieux comprendre la prévisibilité génétique. Mais une chose est sûre. Le contexte est vital lors de l’introduction de nouvelles mutations de cultures. Lippman explique :
« L’édition du génome est-elle un moyen d’apporter rapidement des avantages aux consommateurs — une meilleure saveur, une meilleure diet ? La réponse est probablement oui. La problem est de savoir dans quelle mesure cela sera prévisible. »
Les travaux de Lippman et McCandlish suggèrent que le rôle des mutations de fond nécessite une réévaluation. « Le domaine devra s’attaquer à ce problème à mesure que nous commencerons à créer des organismes de plus en as well as sophistiqués », explique McCandlish. « Une fois que vous commencez à effectuer 10 ou 20 mutations, la probabilité d’obtenir des résultats imprévus peut augmenter. »
Le livre de l’évolution a été écrit dans toutes les langues, dont beaucoup sont encore en train d’être apprises. La génétique végétale et la biologie computationnelle offrent deux moyens de déchiffrer le texte. Lippman et McCandlish espèrent que leur interprétation collaborative aidera la science à relever le défi. À l’avenir, cela pourrait également aider l’humanité à adapter ses cultures pour répondre aux besoins en constante évolution de la société.
