OGM/ Séminaire du CRIIGEN Barjac mars 2015 / OGM fabrication, approximation , réalisation, promesses/ Christian Vélot


Quelques extraits du séminaire de Mars 2015 , organisé par le CRIIGEN au Mas du Rivet à Barjac ( Gard ) .

  • membrePicture_331916largePour commencer , quelques notions sur les OGM ( Par Christian Vélot , Docteur en biologie, Maître de conférences en génétique moléculaire à l’Université Paris-Sud, habilité à diriger des recherches, responsable d’une équipe située sur le Centre Scientifique d’Orsay et rattachée au « Pôle Risques » de l’Université de Caen. Vice -Président du CRIIGEN ( http://www.criigen.org/Bienvenue )

OGM Définition

Directive 2001-18 : un OGM est un organisme ( entité biologique capable de se reproduire ou de transférer du matériel génétique ) à l’exception des êtres humains, dont le matériel génétique a été modifié d’une manière qui ne s’effectue pas naturellement  par multiplication et/ou recombinaison naturelle.

Plus généralement , un OGM est un organisme vivant (micro-organisme, végétal, animal ) ayant subi une modification non naturelle de ses caractéristiques génétiques initiales par ajout, suppression ou remplacement d’au moins un gène.

Quelques notions sur l’ADN et les gènes :

ADN-ARNCapture d’écran 2015-04-25 à 14.39.22©Christian Vélot

Chaque brin de la double hélice d’ADN est constitué d’un enchaînement de 4 molécules différentes A, G, C,T.  Un gène est un morceau de ce brin ( succession des ces 4 molécules dans des ordres différents ). Chaque gène détient le message qui code pour une protéine  ( elle-même constituée d’un enchaînement de 20 molécules différentes les ACIDES AMINES ( AA). Le gène subit un processus de TRANSCRIPTION par l’ARN , dont la traduction entraine la naissance d’une protéine. Chaque protéine intervient dans 1 ou plusieurs fonctions dans l’organisme et les gènes peuvent coder pour la fabrication de plusieurs protéines intervenant dans un « labyrinthe de voies  » .  La modification d’un gène peut donc entraîner des modifications dans plusieurs voies de fabrication de protéines.

Capture d’écran 2015-04-25 à 14.42.23©Christian Vélot

OGM , mode de fabrication :

On extrait un morceau d’ADN d’un organisme A , dont on isole un gène ( Gène d’Intérêt NGI ) dans un vecteur.

Puis  2 possibilités :

1/ Soit le gène est introduit ( sans modification) ( transféré ) dans un organisme B  : c’est la TRANSGENESE. Pour repérer le gène, on utilise un gène marqueur du gène modifié  ( exemple : gène de résistance à un antibiotique , on met un antibiotique sur la culture de cellules de l’organisme B , seules résistent celles qui ont acquis le gène de résistance associé au NGI)

2/ Soit , le gène subit une modification ( mutation, inactivation, changement de promoteur ) , il devient un NGI** qui est réintroduit dans l’organisme A d’où il vient. : c’est la CISGENESE.

Ces gènes issus de transgénèse ou de cisgénèse sont des Constructions Génétiques Artificielles ( CGA).

La protéine créée par l’expression du gène modifié n’a pas forcément le même effet que celle créée par le gène normal , selon la façon dont elle est repliée ( ex : le Prion est une protéine mal repliée ) et selon son environnement.

Méthodes de transformation de plantes ( Obtention de plantes génétiquement modifiées) :

–> Transformation de Protoplastes ( cellules isolées dépourvues de leur paroi ) soit par méthode chimique soit par électroporation

–> La technique la plus utilisée biolistique : Transformation de cellules isolées intactes ( avec leur paroi ) :  Un « canon » projette un grand nombre de microbilles ( de 1 micron de diamètre , constituées d’or, de tungstène ou de platine ) recouvertes d’ADN ,après trempage dans une « bouillie  » d’ADN ( gènes issus de transgénèse ou de cistagénèse , CGA) sur une cellule végétale intacte .

Capture d’écran 2015-04-25 à 14.46.04©Christian Vélot

On est loin d’une technique « chirurgicale », les microbilles recouvert de CGA pénètrent dans les cellules et ces CGA vont ou non s’insérer de façon aléatoire dans les brins d’ADN de ces cellules…….Où s’insèrent ils ? et Combien de ces CGA s’insèrent? Oubliez l’image de la pince microscopique qui insère un gène modifié à une place bien précise du brin d’ADN…….

Méthode d’obtention d’animaux génétiquement modifiés

Cela nécessite d’intervenir au niveau des gamètes ou des stades précoces de l’embryon

1/ Micro injection d’ADN :

Les essais ont commencé en 1980 sur les souris puis après 1985 sur les lapins, cochons, moutons, chèvres puis vaches et rats

-L’ADN est micro-injecté dans les noyaux ( voire le cytoplasme ) de cellules embryonnaires , cela nécessite de préparer l’embryon in vitro après maturation des ovocytes et fertilisation, puis développement in vitro et réimplantation dans l’animal :  c’est une méthode laborieuse et très coûteuse .

2/ Transfert de gènes dans les gamètes ( Xenopi 2001)

-Incubation du sperme de l’animal en présence de l’ADN étranger; cela nécessite d’utiliser un détergent ou de procéder à une congélation/décongélation des cellules, les spermatozoïdes sont alors inactifs ( incapables de féconder l’ovocyte ). Cela nécessite de procéder ensuite à une injection intracellulaire du sperme pour obtenir une fertilisation

3/ Transformation de cellules souches embryonnaires ( chez la souris, drosophile, poisson 2001 ):

-Méthode utilisée quand on veut cibler l’intégration du gène étranger , le plus souvent , elle est utilisée pour inactiver un gène donné; les cellules sont transformées par électroporation. Les cellules transformées sont introduites dans les embryons ( à un stade précoce du développement ) par micro injection . Puis on réimplante les embryons dans les souris.

C’est une méthode laborieuse mais c’est la seule qui permet l’inactivation d’un gène chez les animaux.

Les OGM AGRICOLES

Les plantes OGM cultivées sont des plantes-pesticides :

Plantes produisant un insecticide ( plantes Bt ) : 20 % des cas

-Plantes tolérant un herbicide ( plantes RR ou LL)  : 60% des cas

-Plantes cumulant les 2 propriétés : 20% des cas

SCHEMA CREATION MAIS OGM INSECTICIDE RESISTANT A LA PYRALENous en sommes maintenant aux PGM de 4 ème générations produisant 6 insecticides et tolérant 2 herbicides !

Exemple du coton et du maïs Bt . Bacillus Thuringiensis est une bactérie du sol qui va produire une toxine insecticide qui va agir mortellement sur la Pyrale du maïs.

Exemple de plante tolérante à un herbicide : le soja tolérant au Round Up ( à noter que parler d’une plante résistante à un herbicide est un non-sens , la résistance est une action contre un agresseur , la tolérance signifie que la plante peut supporter et vivre en la présence de l’agresseur ( l’agresseur étant l’herbicide ). Le Round up ( dont le principe actif est le glyphosate ) est un herbicide à large spectre ( qui agit sur toutes les espèces végétales ). Son mode d’action est l’inhibition d’une enzyme végétale ( EPSPS ) nécessaire à la synthèse d’une protéine. L’enzyme EPSPS modifiée ( GM) permet la synthèse de cette protéine malgré la présence de Round Up.

Autres plantes transgéniques : – Plantes résistantes aux maladies virales  ( tabac, courge, poivron, ( Chine et USA ), colza, tomate, pomme de terre, prunier, vignes  ( recherche en cours )   – Plantes à teneur biologique modifiée ( pomme de terre contenant plus d’amidon (Amflora ), peupliers contentant moins de lignine.

Risques spécifiques liés aux plantes transgéniques résistantes aux maladies virales :

APPARITION DE VIRUS RECOMBINANTS

Exemple de la Vigne  atteinte par le virus du Court Noué (transporté par les nématodes ) , ce virus provoque une diminution du nombre de grappes, et rend le vin visqueux. Les plantes touchées naturellement par le Court Noué deviennent résistantes ( sont comme vaccinées)  ( il reste 1 gène du virus dans un chromosome de la vigne ).

Lors de la création de vigne modifiée résistante au court noué , il se forme un virus recombinant.. L’ADN du virus entier se recombine avec le gène viral introduit dans l’ADN de la plante  et se forme un virus recombinant..Et celui ci devient plus virulent.

Il existe une alternative pour « lutter » contre le court noué .. Les vignes porteuses saines ( en biodynamie ) ou l’utilisation de plantes auxiliaires nématicides.

PROMESSES DES OGM AGRICOLES  ( les promesses n’engageant que ceux qui y croient !! )

Ex de promesses : plantes adaptées à un environnement hostiles ( maïs résistant au stress hydrique , plantes poussant sur des sols acides ..) , plantes à valeur nutritives modifiées  ( ex Riz Doré ( Golden rice )

L’exemple du Riz Doré capable de produire de la Vitamine A …

La Vitamine A est fabriquée à partir du carotène ( contenu dans la carotte ) . Le Riz naturel ne synthétise pas de carotène mais contient le précurseur du carotène ( GPP). La transformation du GPP en carotène nécessite 3 enzymes  ( absentes dans le riz )

Le Riz doré ( GM) contient 2 gènes de la jonquille qui synthétise les enzymes 1 et 2 et un gène bactérien qui synthétise l’enzyme 3 . Seulement , le GPP a une fonction dans d’autres voies métaboliques et en modifiant la transformation du GPP,  on perturbe le métabolisme de la Vitamine E, de la chlorophylle , de l’acide gibbérellique ( qui a une action sur la germination des semences) ….En modifiant génétiquement , une plante on prend le risque de modifier d’autres voies métaboliques avec des effets inconnus ..

ANIMAUX GENETIQUEMENT MODIFIES ET RECHERCHE MEDICALE

1/ Modèles animaux pour l’étude de maladies humaines ( lapins pour étude de l’athérosclérose, de la cardiomyopathie …, souris pour l’étude des maladies à prions..)

2/ Animaux transgéniques pour xénogreffes : le but étant d’utiliser des préparations d’organes animaux pour transplantation chez l’humain ( le plus souvent issus de porcs, exprimant des gènes humains dont la fonction naturelle est de préserver les organes humains contre une attaque de son propre système humain , en cours d’étude aux USA, Grande-Bretagne, Australie)

ANIMAUX GENETIQUEMENT MODIFIES DANS L’AGRO-ALIMENTAIRE

1/ POISSONS: – Poissons « géants » ( saumon d’Atlantique, barbues de rivière, bar d’amérique .. ) -Poissons tolérants au gel ( aquaculture dans l’eau froide ) -Poissons tolérants au faible taux d’O2 – Poissons ayant une plus grande capacité à assimiler les protéines végétales

2/PORCS: -Géants – « propres » …

3/ VACHES : protégées contre les mammites, produisant facilitant sa transformation en fromage et yaourts

4/ CHEVRES

5/INSECTES : moustiques pour « lutter » contre la dengue…

Pour en savoir plus des livres écrits par Christian Vélot : » OGM, un choix de société » (2011 ) , » OGM, tout s’explique » ( 2009 )

 

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