Comment l'édition génétique peut préserver la biodiversité

Sauver les espèces de l'extinction

La destruction des habitats, la chasse excessive et d'autres dommages écologiques ont conduit de nombreuses espèces à l'extinction, ou presque. C'est une caractéristique inhérente à ce que l'on appelle « Anthropocène », une nouvelle ère géologique marquée par la domination de l'homme sur les écosystèmes terrestres.

Les stratégies de conservation traditionnelles comme les réserves naturelles, la protection des animaux chassés et la reproduction dans les zoos ont contribué à sauver de nombreuses espèces du gouffre.

Cependant, ces stratégies se concentrent la plupart du temps sur la sauvegarde de l’espèce en tant que concept global, avec généralement un nombre limité d’individus animaux ou végétaux, par rapport à la population naturelle précédente.

Cela peut effectivement sauver une espèce, mais cela entraîne néanmoins une perte massive de diversité génétique. Cela peut rendre l'espèce sauvée plus vulnérable aux menaces futures, comme le changement climatique, la destruction de son habitat ou les agents pathogènes.

Une alternative émergente est la technologie d'édition génomique, qui modifie non pas un seul gène, mais de larges pans du patrimoine génétique d'un individu. Cela pourrait contribuer à restaurer la diversité génétique d'une population dont le patrimoine génétique a subi le goulot d'étranglement d'une quasi-extinction.

Des chercheurs de l'Université d'East Anglia, de l'Université de Copenhague, de l'Université du Kent, de la Mauritian Wildlife Foundation, du Durrell Wildlife Conservation Trust et de la Colossal Foundation & Colossal Biosciences ont discuté des considérations éthiques, sociétales et économiques de cette technologie dans une publication dans Nature Reviews Biodiversity¹, sous le titre "Ingénierie du génome dans la conservation et la restauration de la biodiversité ».

Goulots d'étranglement génétiques

Les populations végétales et animales sont segmentées en espèces, la définition commune étant que les espèces ne peuvent pas se croiser entre elles.

La génétique d’une espèce n’est cependant pas un bloc homogène, avec de nombreuses variations génétiques subtiles conduisant à des différences intra-espèces dans les comportements, l’apparence, la capacité, la tolérance à divers stress, la résistance aux maladies, etc.

Lorsque de nombreux individus composant l’espèce sont tués ou ne parviennent pas à se reproduire, une partie de cette diversité génétique peut être perdue, ces individus la portant.

Cela crée ce que les écologistes appellent un goulot d’étranglement génétique, de nombreux traits étant perdus et n’étant plus présents chez les membres survivants de l’espèce.

Source: Naturalis Historia

Cela peut entraîner non seulement une diminution de la diversité génétique, mais aussi une concentration accrue de mutations néfastes, un phénomène connu sous le nom d'érosion génomique. Trop importante, cette érosion peut conduire à l'extinction de l'espèce, quels que soient son environnement et les ressources disponibles.

Dans des cas moins extrêmes, les espèces survivantes pourraient rester génétiquement compromises, avec une résilience réduite aux menaces futures telles que de nouvelles maladies ou des changements climatiques.

Bien que ces gènes perdus soient désormais absents des individus vivants, ils peuvent toujours être présents dans des échantillons historiques, des biobanques et des espèces apparentées.

Étude de cas : Érosion génétique chez le pigeon rose

Le pigeon rose de Maurice, originaire de l'île Maurice, dans l'océan Indien, est un exemple d'espèce ressuscitée du bord de l'extinction. De dix individus survivants, la reproduction en captivité et la réintroduction dans leur habitat naturel ont permis de ramener leur nombre à 10.

Source: Actualités Génie Génétique et Biotechnologie

Des études génétiques sur ces pigeons ont révélé que l'érosion génomique pourrait conduire à leur extinction d'ici 50 à 100 ans. En l'absence d'autres individus en captivité ou dans la nature, les efforts déployés pour sauver cette espèce auraient été vains.

De nouvelles solutions sont donc nécessaires pour le pigeon rose, ainsi que pour de nombreuses autres espèces menacées.

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

Professeur van Oosterhout - Université d'East Anglia

À la recherche des gènes perdus

Une grande quantité de matériel biologique a été conservée dans des musées et des banques de données biologiques, en particulier pour les espèces qui ont disparu ou qui sont menacées d’extinction au cours des dernières décennies, une fois que l’importance de l’ADN a été mieux comprise dans la communauté scientifique.

Cela signifie que même si l’individu porteur de cette diversité génétique est décédé il y a des décennies, voire des siècles, son héritage génétique existe toujours entre les mains des mêmes humains qui ont causé la perte de ces gènes.

Source: Stéphane Turner

L’analyse du génome et l’édition génétique devenant de plus en plus faciles, il est de plus en plus intéressant de réintroduire ces gènes importants dans le patrimoine génétique des espèces menacées.

Nous sommes confrontés au changement environnemental le plus rapide de l'histoire de la Terre, et de nombreuses espèces ont perdu la diversité génétique nécessaire à leur adaptation et à leur survie. Le génie génétique offre un moyen de restaurer cette diversité.

Professeur van Oosterhout - Université d'East Anglia

Le groupe de recherche a décrit trois applications principales de la technologie :

1. Restaurer la variation génétique perdueCela peut être réalisé en réintroduisant, par l’édition génétique, les gènes présents dans un échantillon historique, mais absents de la population survivante moderne.
2. Améliorer l'adaptationLes gènes connus pour être liés à des caractéristiques telles que la tolérance à la chaleur ou la résistance aux agents pathogènes pourraient être prioritaires pour améliorer le taux de survie d'une espèce et sa capacité à s'adapter à son environnement, en particulier dans la nature.
3. Réduction des mutations nocivesLa suppression ciblée des mutations nocives dans la population survivante peut améliorer la survie, la santé globale et le taux de reproduction à long terme. Cela peut être particulièrement important pour les individus qui seront ultérieurement réintroduits dans leur habitat naturel.

Risques liés à l'ingénierie du génome

Le premier risque est que la technologie ne fonctionne pas comme prévu. Des modifications génétiques hors cible peuvent notamment créer des mutations extrêmement dangereuses.

Une focalisation trop forte sur la factorisation de la reproduction des individus modifiés pour propager le gène et les traits réintroduits pourrait conduire par inadvertance à de nouvelles réductions de la diversité génétique.

Récemment, l'expression ou les effets inattendus des gènes réintroduits, notamment lorsqu'on ne réintroduit qu'une fraction des gènes perdus, pourraient entraîner l'apparition de nouveaux caractères indésirables, jamais présents chez l'espèce. Cela pourrait dégrader davantage la capacité de survie de l'espèce menacée, voire causer des dommages écologiques en cas d'introduction dans l'écosystème.

Pour toutes ces raisons, les scientifiques recommandent des essais progressifs à petite échelle et un suivi rigoureux à long terme des impacts évolutifs et écologiques de tout projet d’ingénierie du génome.

Un autre risque serait d’adopter une mentalité de « priorité à la technologie » en matière de conservation, alors que les interventions génétiques ne devraient que compléter et non remplacer la restauration de l’habitat et les actions de conservation traditionnelles.

« L’édition du génome ne remplace pas la protection des espèces et ne sera jamais une solution miracle. Son rôle doit être soigneusement évalué parallèlement aux stratégies de conservation établies, dans le cadre d’une approche plus large et intégrée, avec la protection des espèces comme principe directeur. »

Professeur agrégé Hernán Morales du Globe Institute.

Synergie avec « Dé-Extinction »

De la même manière que l'ingénierie génomique peut introduire de nouveaux gènes dans une population ayant subi un goulot d'étranglement, elle pourrait potentiellement réintroduire des espèces totalement éteintes. C'est le concept de « dé-extinction ».

L'entreprise Colossal est un fervent partisan de cette idée. Elle a notamment récemment réalisé un buzz majeur dans l'actualité avec sa recréation partielle du loup terrible.

La prochaine étape pour l’entreprise est de recréer le mammouth laineux.

« Les mêmes avancées technologiques qui nous permettent d’introduire des gènes de mammouths dans le génome d’un éléphant peuvent être exploitées pour sauver des espèces au bord de l’extinction.

Il est de notre responsabilité de réduire le risque d’extinction auquel sont confrontés aujourd’hui des milliers d’espèces.

Dr Beth Shapiro, directrice scientifique chez Colossal Biosciences.

La désextinction implique généralement la création d’embryons d’espèces éteintes et leur transfert à terme par des espèces apparentées. Une telle maternité de substitution inter-espèces est déjà déployée pour sauver le rhinocéros blanc..

Potentiellement, la même méthode pourrait également être utilisée pour les espèces menacées en combinaison avec l’ingénierie du génome, ce qui permettrait de « produire en masse » une population avec une plus grande diversité génétique, parallèlement aux individus naturels protégés.

Dans l’ensemble, cette idée s’inscrit dans l’impact plus large que la biologie synthétique pourrait avoir sur les efforts de conservation.

Source: iScience

Investir dans le secteur des biotechnologies

Ginkgo Bioworks:Un leader en génomique de la conservation

L'entreprise produit des organismes à la demande pour des applications spécifiques. Il a largement diversifié ses applications avec de nombreux programmes de recherche et partenariats :

• cannabinoïdes
• Production de vaccins à ARNm et médecine des acides nucléiques
• Protéines alimentaires
• Production d'engrais biologiques en partenariat avec Bayer
• Microbes programmables pour les maladies intestinales
• Bioremédiation des microplastiques
• Biosécurité et détection des agents pathogènes
• Recyclage des déchets et des contaminants

Il génère de l'argent en étant d'abord payé d'avance pour le processus de développement, puis sous forme de redevances sur le produit fini.

L’entreprise est à la pointe de l’innovation dans l’ingénierie de nouveaux organismes et le développement de techniques pour de nouveaux animaux et plantes.

Cela lui confère une position privilégiée pour contribuer potentiellement aux efforts de conservation et développer de nouvelles méthodes de multiplication des espèces menacées, non seulement de grands animaux, mais aussi de plantes et même de microbiomes. Elle pourrait être un partenaire clé des programmes publics et des ONG environnementales privées pour la mise en œuvre de telles stratégies.

(Nous avons couvert cette entreprise plus en détail dans un rapport dédié expliquant son histoire, ses technologies uniques et son modèle économique.)

Actualités et développements récents concernant l'action Ginkgo Bioworks (ADN)

Étude référencée

^{1. Van Oosterhout, C., Supple, MA, Morales, HE et al.  Ingénierie du génome dans la conservation et la restauration de la biodiversité. Rév. Nat. Biodivers. 18 Juillet 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}