Cette percée génétique pourrait aider des milliers d’espèces à tricher l’extinction

Dans un nouveau La nature examine la biodiversité Article Perspective publié le 18 juillet, les auteurs explorent les promesses, les défis et les considérations éthiques de l’ingénierie du génome et proposent une approche pour sa mise en œuvre dans la conservation de la biodiversité.

Ils soutiennent que l’édition génétique pourrait récupérer la diversité génétique perdue chez les espèces à risque d’extinction en utilisant des échantillons historiques, tels que l’ADN des collections de musées, des biobanques et des espèces apparentées.

L’équipe multidisciplinaire de généticiens et de biotechnologues de la conservation est co-dirigée par le professeur Cock Van Oosterhout à l’Université d’East Anglia (UEA) et le Dr Stephen Turner de Colossal Biosciences, en collaboration avec la Colossal Foundation, The Durrell Institute of Conservation and Ecology (University of Kent), Globe Institute (University of Copenhhen), MAURITINE FOURDLIFE), Globe Institute (University of Copenhhen), MAURITIN Le Maurice National Parks and Conservation Service (PNJ) et Durrell Wildlife Conservation Trust.

« Nous sommes confrontés au changement environnemental le plus rapide de l’histoire de la Terre, et de nombreuses espèces ont perdu la variation génétique nécessaire pour s’adapter et survivre », a déclaré le professeur Van Oosterhout. « L’ingénierie des gènes fournit un moyen de restaurer cette variation, qu’il s’agisse de réintroduire la variation de l’ADN qui a été perdue des gènes du système immunitaire que nous pouvons récupérer des spécimens de musée ou d’emprunt des gènes de tolérance climatique des espèces étroitement liées.

« Pour assurer la survie à long terme des espèces menacées, nous soutenons qu’il est essentiel d’adopter de nouvelles avancées technologiques aux côtés d’approches de conservation traditionnelles. »

Les succès de la conservation tels que la reproduction en captivité et la protection de l’habitat se concentrent souvent sur l’augmentation du nombre de populations, mais ne font pas grand-chose pour reconstituer les variantes de gènes perdues lorsque le nombre d’une espèce s’écrase.

Au fur et à mesure que les populations rebondissent, elles peuvent rester piégées avec une variation génétique diminuée et une charge élevée de mutations nocives, un phénomène connu sous le nom d’érosion génomique. Sans intervention, les espèces qui se sont rétablies d’un accident de la population peuvent rester génétiquement compromises, avec une résilience réduite aux menaces futures comme les nouvelles maladies ou les climats changeants.

Un exemple de cela est le pigeon rose, dont la population a été ramenée du bord de l’extinction – d’une dizaine d’individus à une population de plus de 600 oiseaux – par des décennies d’efforts de création en captivité et de réintroduction à Maurice.

Plusieurs des auteurs ont étudié la génétique du pigeon pour révéler que, malgré sa rétablissement, il continue de connaître une érosion génomique substantielle et devrait disparaître dans les 50 à 100 prochaines années. Le prochain défi consiste à restaurer la diversité génétique qu’il a perdue, ce qui lui permet de s’adapter au changement environnemental futur – l’ingénierie du génome pourrait rendre cela possible.

La technologie est déjà courante dans l’agriculture: les cultures résistantes aux ravageurs et la sécheresse couvrent des millions d’hectares dans le monde. Plus récemment, les annonces de plans pour ramener les espèces disparues à la vie ont encore mis en évidence son potentiel.

« Les mêmes avancées technologiques qui nous permettent d’introduire des gènes de mammouths dans le génome d’un éléphant peuvent être exploités pour sauver les espèces qui passent au bord de l’extinction », a déclaré le Dr Beth Shapiro, directeur des sciences de Colossal Biosciences. « Il est de notre responsabilité de réduire le risque d’extinction auquel est confronté aujourd’hui par des milliers d’espèces. »

Les scientifiques décrivent trois applications clés pour l’édition de gènes en conservation:

• Rétablir des variations perdues – ramener la diversité génétique qui a été perdue du pool génétique des populations modernes d’espèces menacées, en utilisant l’ADN à partir d’échantillons des espèces recueillies des décennies, voire des siècles, qui sont stockées dans des musées d’histoire naturelle du monde entier.
• Adaptation facilitée – L’introduction de gènes d’espèces apparentées et mieux adaptées pour conférer des traits comme la tolérance à la chaleur ou la résistance aux agents pathogènes, équipant des espèces menacées pour s’adapter à un changement environnemental rapide.
• La réduction des mutations nocives – les populations qui se sont effondrées auparavant en nombre portent souvent des mutations nocives qui se sont fixées par le hasard, de sorte que les modifications des gènes ciblées pourraient remplacer ces mutations par la variante saine avant l’accident de la population, par le potentiel d’améliorer la fertilité, les taux de survie et la santé globale.

Ils abordent également les risques, tels que les modifications génétiques hors cible et les réductions supplémentaires involontaires de la diversité génétique, mettant en garde que les approches restent expérimentales.

La nécessité d’essais progressifs, à petite échelle et de surveillance rigoureux à long terme des impacts évolutifs et écologiques est souligné, ainsi qu’un engagement robuste avec les communautés locales, des groupes autochtones et le public plus large, avant une mise en œuvre plus large. Les auteurs soulignent que les interventions génétiques doivent compléter, et non remplacer, la restauration de l’habitat et les actions traditionnelles de conservation.

« La biodiversité fait face à des menaces sans précédent qui exigent des solutions sans précédent », a déclaré le professeur agrégé Hernán Morales du Globe Institute. « L’édition du génome ne remplace pas la protection des espèces et ne sera jamais une solution magique – son rôle doit être soigneusement évalué aux côtés des stratégies de conservation établies dans le cadre d’une approche plus large et intégrée avec la protection des espèces comme principe directrice. »

Les initiatives axées sur les biotechnologies pourraient également attirer de nouveaux investisseurs et une expertise, créant potentiellement de nouveaux avantages pour le programme existant des espèces en voie de disparition.

«  Genome Engineering in Biodiversity Conservation and Restoration  », Cock Van Oosterhout et al, est publié dans La nature examine la biodiversité le 18 juillet.