29.11.1998

Plantes transgéniques utilisées comme dosimètres biologiques

On savait jusqu'à présent peu de choses sur les effets d'une irradiation chronique du patrimoine héréditaire des plantes. Or un groupe de chercheurs de Suisse et d'Ukraine dirigé par Barbara Hohn, de l'Institut bâlois Friedrich Miescher, vient de parvenir à modifier génétiquement la plante "Arabidopsis thaliana" de telle manière que les effets de l'irradiation sur le patrimoine héréditaire peut se mesurer facilement par réaction de coloration.

Des essais sur le terrain effectués dans la zone interdite qui entoure la centrale nucléaire de Tchernobyl ont montré que la plante transgénique pouvait être utilisée de manière fiable comme un dosimètre biologique dans des régions contaminées.
Les rayonnements ionisants entraînent au niveau microscopique des "coupures de brin double" dans les molécules ADN du matériel héréditaire. Des mécanismes de réparation peuvent réassembler les morceaux. C'est ce qu'a mis à profit le groupe Hohn en incorporant dans le patrimoine génétique de l'Arabidopsis deux fragments d'un gène qui se chevauchaient. Normalement, un gène partagé en deux ne peut pas fonctionner dans les plantes. Mais s'il se produit une coupure de brin double, les deux fragments peuvent, grâce à des mécanismes de réparation, être assemblés de telle manière qu'est engendré un gène fonctionnel qui, à son tour, entraîne la formation de l'enzyme glucoronidase β. Par réaction de coloration, des cellules dans lesquelles du glucoronidase β est produit peuvent être rendues visibles sous formes de taches bleues.
En laboratoire comme sur le terrain, les scientifiques ont remarqué que plus le sol était contaminé par de la radioactivité, et plus les taches bleues augmentaient, ce qui indique une élévation des ruptures radioinduites dans le matériel héréditaire. A partir d'une irradiation du sol de quelque 1000 curies/km[sup]2[/sup], le nombre des taches a toutefois rediminué. Les chercheurs ne comprennent pas encore la cause de ce phénomène. Une explication possible pourrait être que les mécanismes de réparation fonctionnent moins bien à des doses d'irradiation supérieures à 1000 curies/km[sup]2[/sup]. Le taux de germination a également diminué avec l'augmentation de l'irradiation. Les plantes ne pouvaient plus pousser dans la "Forêt rouge" de Tchernobyl, où la contamination du sol atteint encore à l'heure actuelle 6000 curies/km[sup]2[/sup].

Source: 
M.K./C.P. d'après Nature Biotechnology, novembre 1998