OGM /CRIIGEN / séminaire mars 2015 / Christian Vélot / Les OGM MICROBIENS ou Microorganismes Génétiquement Modifiés /


OGM MICROBIENS ou MICROORGANISMES GENETIQUEMENT MODIFIES

membrePicture_331916largeExposé de 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 )

IMPLICATIONS DANS LES PROCESSUS ALIMENTAIRES  (pain, vin , fromage )

A/ MGM et Recherche fondamentale : Détermination de la fonction d’un gène:

On utilise des levures ( qui sont des champignons bourgeonnants) dont on extrait de l’ADN un gène le Gène d’Intérêt NGI ; le gène est introduit dans une cellule bactérienne par électrophoration , qui est mise dans un incubateur à 37°. ll y a multiplication par 2 des cellules toutes les 1/2 h. Cette trangénèse ciblée remplace le gène normal par le gène GNI et on regarde ce qu’il se passe lorsque l’on remet celui-ci dans la levure. On peut faire la même chose avec au lieu de la levure , un animal  (gène animal introduit dans une cellule bactérienne )

Saccharomyces_cerevisiae_Capture d’écran 2015-04-25 à 14.50.20©Christian Vélot

B / MGM  et MEDECINE :

1 médicament sur 6 est issu de gènes recombinants. Exemple l‘INSULINE :

On extrait de l’ADN de cellules humaines , de celui-ci , on extrait le gène ( NGI) qui est traduit pour fabriquer une protéine l’INSULINE. Ce gène ( NGI ) est introduit dans des cellules bactétiennes . Ces bactéries contenant ce gène NGI deviennent des OGM. Puis , multiplication des cellules bactériennes, production de protéine Insuline , extraction puis purification de l’insuline => Insuline prête à être utilisée. L’OGM est la bactérie , ce qui est utilisé pour la médecine, c’est la protéine issue de cet OGM.

C/ MGM pour la production d’enzymes destinées à l’agroalimentaire :

Les différentes sources d’enzymes destinées à l’agro-alimentaire:

  • Sources animales ( rares ): Chymosine de la « présure naturelle » extrait de la caillette ( estomac de veau non sevré ) utilisée pour coaguler le lait , Pepsine gastrique de porc ou de bovin utilisée pour la fabrication de certains fromages et préparation de sodas , Lysosyme extrait du blanc d’oeuf pour contrôler les bactéries lactiques en oenologie

chym4cms

  • -Sources végétales (rares ) : Papaïne extrait du papayer, Bromélaïne extrait de l’ananas, Enzymes du malt de céréales (orge) amylases, carboxypeptidases et béta-glutanase.
  • -Sources microbiennes ( pour l’essentiel ): protéines recombinantes : Bactéries ( vin, yaourt, fromages ) , levures ( pain, vin, bière) , champignons filamenteux (moisissures )

Principaux MGM utilisés pour la production d’enzymes alimentaires:

  • Bactéries : Bacillus Amyloliquefaciens ( enz produites : amylases, glucanase ), Bacillus licheniformis (amylases, protéases), Bacillus subtilis  (amylases, décarboxylases ), Bacillus coagulans ( glucose isomérase ), Actinomyces actinoplanes (glucose isomérase ), Actinomyces streptomyces  (glucose isomérase) , Ecoli ( Chymosine )

3d_model_ecoli_web2Ecoli

  • Champignons filamenteux : Aspergillus niger ( cellules , pectinases, lactases, lipases,Chymosine) , Aspergillus orizae (amylases , lactases, protéases ) , Aspergillus wentii ( pectinases),  Rhizopus  (amyloglucidase, lipase), Humicola insolens (endoglucanases ), Mucor pusillus (protéases acides), Mucor mihéi (protéases, estérases).

a_niger_saspergillus niger

  • Levures : Saccharomyces cerevisae ( invertases) , Kluyveromyces lactis (Chymosine , lactases) ,  Kluyveromyces fragilis ( lactase).

simko-baker-s-or-brewer-s-yeast-saccharomyces-cerevisiae-with-some-budding-semSaccharomyces cerevisae

Production de Chymosine ( presure) :

Extraction de l’ADN de veau , extraction du gène de la présure, le NGI ( qui code pour la fabrication de chymosine ) ; ce NGI est introduit dans une cellule bactérienne ( qui devient OGM) , multiplication cellulaire , extraction de la chymosine produite par ces cellules et purification.

Capture d’écran 2015-04-25 à 14.52.10©Christian Vélot

D/ MGM dans l’agroalimentaire :

Micro-organismes impliqués dans les processus alimentaires :

-Levures ( pain, vin, bière..), Bactéries, Champignons filamenteux

Exemples de projets de MGM pour les processus alimentaires : 

  • Levure ( Saccharomyces cerevisae ) en boulangerie pour la fermentation du maltose , pour la fermentation lente à basse température, amélioration de l’hydrolyse de l’amidon ; en oenologie pour l’augmentation des capacités fermentaires,  et des propriétés organoleptiques du vin, en Brasserie pour l’amélioration de la flaveur
  • Bactéries : Oenococcus oeni en oenologie pour la diminution de la synthèse d’histamine , Lactococcus lactis dans les produits laitiers pour l’accélération de la fermentation des fromages.

483Oenococcus oeni

Exemples de MGM agroalimentaires commercialisés :

Cas de la levure oenologique ( S.cerevisae ) ML-01 du groupe Lesaffre  ( distribuée par Springer Oenology) . Le groupe Lesaffre  fournit toutes les industries de boulangerie et vinicoles.

anti-DBF4+Homolog+S+Cerevisiae+DBF4+AA+2-98+antibody_aspect_800x600_H00010926-M01-4-1-1-LML-01

La vinification comprend 2 processus de fermentation:

Fermentation alcoolique: –> S. cerevisae : à partir du glucose, extrait le CO2 =>Ethanol

Fermentation malto-lactique : –> bactérie O. Oeni : à partir de l’acide malique, extrait le CO2 => Acide lactique

Les 2 processus de fermentation ne sont pas possibles l’un juste après l’autre . Normalement , ces 2 processus nécessitent 3 semaines.

la ML-01 est une levure transgénique capable de réaliser les 2 fermentations simultanément en 5 JOURS !!

Elle contient 2 transgènes : — Un transgène de la levure Schyzosaccharomyces Pombe codant pour le transporteur de l’acide malique –Un transgène de bactérie O.oeni codant pour l’enzyme Malo-lactique ( qui transforme l’acide malique en acide lactique )

Cette levure transgénique utilisée aux USA , Canada… est considérée comme un additif alimentaire donc non évaluée comme OGM.. Elle est considérée comme GRAS ( Généralement Reconnu comme étant sans Danger ) .

Cas d’une levure de boulanger ( S. cerevisae ) : Pourquoi le boulanger doit il se lever tôt?

Le maltose , pour être transformé en éthanol doit être introduit dans la levure par le Transporteur, puis le maltose int est transformé en Glucose par la maltase ( enzyme ) , puis la fermentation extrait le CO2 => Ethanol.

La levure est préparée par défaut pour utiliser le glucose. il lui faut 3 h pour  » se rendre compte  » qu »il n’y a pas  de glucose ,et pour réactiver le gène de transporteur du maltose et le gène de l’enzyme transformant le glucose le maltose en glucose ( maltase ) , gènes qui sont inhibés en présence de glucose.

Capture d’écran 2015-04-25 à 14.56.35©Christian Vélot

Dans la levure transgénique , les gènes du transporteur et de la maltase sont toujours en ON activés …..=>  gain de temps

Capture d’écran 2015-04-25 à 14.54.54©Christian Vélot

Cette levure Génétiquement modifiée ( par Cisgénèse ) n’est pas considérée comme un OGM car on n’a pas introduit de gène étranger en son sein.. Hors son ADN  a été modifié.. Elle échappe donc à la législation européenne … Elle fait partie de ce qu’on appelle les OGM CACHES.. Il leur a été donné un nouveau nom :  SAGE : Sans Ajout de Gène Extérieur .

Hors en modifiant un gène , on agit sans le vouloir sur une ou plusieurs autres voies du métabolisme ….par exemple, une levure de brasserie génétiquement modifiée pour augmenter ses capacités fermentaires s’est avérée accumuler de façon inattendue un composé mutagène le METHYL-GLYOXAL  !!!!!

La Mutagènése n’est pas considérée comme une Transgénèse par la législation européenne

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