L'interférence ARN (ARNi en abrégé) fait référence à la dégradation de l'ARNm provoquée par un ARN double brin endogène ou exogène, entraînant une obstruction spécifique de l'expression des gènes cibles, et est couramment trouvée dans les organismes. Il est rapporté que dans les années 1990, les chercheurs scientifiques ont progressivement découvert le phénomène de silençage des gènes ARNi, qui est désormais largement utilisé dans le domaine de la recherche en entomologie. Parce que le silençage génique induit par l’ARNi présente les avantages d’une efficacité, d’une spécificité et d’une simplicité élevées, cette technologie a également été utilisée dans le développement de nouveaux pesticides ces dernières années.
Comment l’ARNi contrôle les ravageurs
L'ARNi interfère avec les processus de transcription et de traduction des gènes liés à la croissance et au développement des ravageurs, empêchant la synthèse des protéines, conduisant à une adaptabilité environnementale réduite ou à la mort des ravageurs. Ce type de méthode de contrôle internalise principalement l’ARN double brin du gène cible via l’alimentation des ravageurs. Une fois que les insectes ont ingéré un ARN double brin hautement spécifique au gène cible, l’ARN double brin est absorbé dans l’intestin moyen. Si le gène cible à inhiber n'est pas situé dans l'intestin moyen, le signal d'inactivation peut être transmis à travers les cellules ou les tissus et atteindre le site du gène cible interféré pour l'ARNi.
Les gènes cibles sélectionnés pour la lutte antiparasitaire à l'aide de la technologie ARNi sont grossièrement divisés en cinq types : les gènes mortels des ravageurs, les gènes liés à la résistance et à l'immunité des ravageurs (réduction de la résistance des ravageurs aux pesticides chimiques), les gènes liés à la croissance et au développement des ravageurs, les gènes liés aux œufs des ravageurs. la ponte et les gènes liés à l'odorat (qui interfèrent avec la reconnaissance des cultures par les ravageurs).
Actuellement, le moyen le plus populaire d’introduire de l’ARN double brin dans les insectes est l’alimentation. Cette méthode est simple à utiliser et facile à mettre en œuvre. À l'heure actuelle, cette méthode a été utilisée avec succès dans la lutte contre divers ravageurs tels que les cicadelles brunes, les termites, les punaises triatomes et les chrysomèles du maïs. La méthode d’alimentation ne nécessite pas d’équipement spécial et il est également plus pratique d’utiliser cette méthode pour mener des recherches sur l’ARNi. Cependant, cette méthode est à action lente et ne peut pas être utilisée par les insectes aux stades œuf et pupe car ils ne peuvent pas se nourrir.
Avantages de l’ARNi dans la lutte antiparasitaire
(1) En raison de la haute spécificité de l’ARN double brin, ces produits n’affecteront pas les organismes non ciblés.
(2) Les biopesticides à ARN sont des substances qui existent naturellement dans l'environnement ou dans les organismes, de sorte que leurs dommages potentiels aux organismes non ciblés sont inférieurs à ceux des pesticides chimiques. Ces substances peuvent également être dégradées par des voies naturelles.
(3) De tels produits peuvent être développés pour tous les types d’organismes nuisibles. En comparant la technologie Bt à titre d'exemple, les chercheurs ont découvert que les cultures transgéniques Bt résistantes aux insectes ont un effet très limité sur la lutte contre les insectes suceurs, car les toxines Bt n'ont pas encore eu d'effet sur ces ravageurs. Ce problème a été résolu grâce à l’ARNi médié par les plantes.
Défis et avancées technologiques dans l’application de l’ARNi
Le potentiel commercial de l’utilisation de la technologie ARNi pour lutter contre les ravageurs dépend principalement de l’efficacité de l’administration de l’ARN double brin au ravageur cible, de la possibilité pour l’ARN double brin d’exister de manière stable dans le corps de l’insecte et de la concentration de l’appât insecticide. Ces facteurs affectent tous le coût d’utilisation des produits à base d’ARN double brin.
Pour de nombreuses entreprises, résoudre le problème de la dégradation facile de l’ARN constitue une difficulté majeure. Bien que la pulvérisation contenant de l'ARN double brin correspondant à une séquence génétique spécifique puisse désactiver des gènes spécifiques de certains ravageurs et obtenir des effets de lutte antiparasitaire, l'ARN contenu dans la pulvérisation est facilement dégradé et l'effet n'est pas durable et doit être utilisé fréquemment. les agriculteurs dépensent donc beaucoup d’argent.
Depuis la découverte du phénomène ARNi, les chercheurs ont réalisé d’énormes progrès dans la promotion de l’application de cette technologie. Selon certaines informations, une équipe de recherche de l'Université du Queensland en Australie a développé une technologie permettant de prolonger la période de protection des pulvérisations. L’équipe a combiné l’ARN avec des nanoparticules d’argile, peu coûteuses à produire. Les nanoparticules d'argile humides réagissent avec le dioxyde de carbone présent dans l'air et se décomposent progressivement, libérant lentement l'ARN pour prolonger son efficacité. Cette technologie rend les plants de tabac résistants au virus de la marbrure mineure du poivre jusqu'à 20 jours, établissant un record sans précédent. Dans le même temps, David Baulcombe, qui participe depuis longtemps à la recherche sur la technologie de silençage génétique à l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, a également déclaré que la combinaison d'ARN et de nanoparticules d'argile ne présente aucun risque pour la sécurité.
Ces dernières années, des entreprises dotées de technologies de pointe ont émergé dans cette industrie émergente. Ils ont continué à approfondir la recherche et le développement grâce au financement et à la coopération. Les nouvelles technologies surmontent constamment les défis rencontrés dans l’application de l’ARNi. Y compris le développement de technologies visant à réduire les coûts de production des produits, etc., celles-ci sont propices à l'application de ces produits dans les systèmes de contrôle biologique. Découvrons les nouvelles technologies et les produits des entreprises leaders du secteur à travers les tendances en vogue du secteur ces dernières années.
Perspectives ARNi
En 2019, Bayer a soumis un nouveau produit, BioDirect, à l'Agence américaine de protection de l'environnement pour enregistrement avec ARN double brin pour le contrôle des acariens Varroa - le ravageur qui représente la plus grande menace pour l'industrie apicole mondiale. Il s'agit de la première soumission à l'Environmental Protection Agency des États-Unis pour un ingrédient actif biopesticide à ARN destiné à des applications exogènes dans l'industrie.
Les recherches actuelles montrent qu’il est possible d’appliquer des produits à base d’ARNi par pulvérisation foliaire, injection dans le tronc et irrigation. D'autres méthodes d'application, telles que l'enrobage des semences, nécessitent des recherches plus approfondies.
À l'avenir, les améliorations continues de la technologie de préparation de l'ARN amélioreront également l'efficacité et la stabilité sur le terrain de l'ARNi, qui peut remplacer les pesticides chimiques ou être utilisé en combinaison avec des pesticides chimiques pour réduire la dépendance de l'agriculture à l'égard des pesticides synthétiques nocifs.
Avec les progrès de la recherche scientifique, les séquences génétiques d'organismes nuisibles sont constamment découvertes, les gens comprennent de mieux en mieux le mécanisme de l'ARNi, et le coût et l'efficacité de la production d'ARNi ont été encore améliorés. Ces nouveaux biopesticides hautement spécifiques et respectueux de l’environnement joueront un rôle de plus en plus important dans le domaine de la lutte antiparasitaire.
Qiu Dewen, directeur adjoint de l'Institut de protection des végétaux de l'Académie des sciences agricoles, a déclaré un jour que la future tendance de développement des biopesticides inclurait des domaines de recherche et développement d'actualité tels que la technologie d'interférence ARN, la technologie de restauration de la santé des sols et la technologie d'induction de l'immunité des plantes.
