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20 mai 1998 : Transgéniques : pour des choix responsables ( rapport d'information )

 

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b) Les techniques du génie génétique

Les termes employés

Il peut être utile dans un premier temps d'effectuer quelques mises au point terminologiques.

Le dictionnaire14(*) donne plusieurs définitions du mot " génie ". En ce qui concerne le " génie " génétique, il précise qu'il s'agit des " méthodes d'investigation et d'expérimentation sur les gènes ", c'est-à-dire d'un ensemble de pratiques relatives à cet objet, comme le " génie " civil qualifie l'art des constructions, ou le " génie " rural l'ingénierie appliquée au monde rural.

TERMINOLOGIE

" Il faut entendre le mot " génie " de " génie génétique " dans le sens où il est employé dans " génie civil ", c'est-à-dire " l'art " des constructions génétiques. Le terme de " méthodologie des recombinants d'ADN " est plus précis et probablement mieux approprié : il s'agit de l'ensemble des techniques utilisant la recombinaison de fragments d'ADN, c'est-à-dire la liaison entre eux de fragments d'origines différentes. "

In : " génétique moléculaire ", Encyclopédie Universalis, A. Kahn.


On ne peut que constater -et déplorer- que les autres sens du mot " génie " (esprit surnaturel doté d'un pouvoir magique, voire être maléfique) aient contribué à jeter le doute et la suspicion sur cette discipline, de même que le terme de " manipulation " génétique, qui laisse entendre qu'il pourrait s'agir de prestidigitation ou de manoeuvre malhonnête, en raison là encore des différents sens du mot " manipulation ", de " maniement " au sens propre, c'est-à-dire action effectuée manuellement, à " manoeuvre ", " tripotage ", voire " emprise occulte "15(*).

Le principe

Le génie génétique16(*) permet, en raison de l'universalité du code génétique, d'introduire dans une cellule un gène qu'elle ne possédait pas à l'origine, ce qui a pour conséquence, en vertu des mécanismes décrits ci-dessus, la production, par la cellule receveuse, d'une protéine qui n'était pas antérieurement fabriquée par cette cellule.

De même qu'il est possible de découper une bande magnétique et d'en recoller les morceaux dans un autre ordre, il est possible de découper l'ADN et d'associer les fragments obtenus, qui peuvent provenir de plantes ou d'animaux. L'ADN remodelé est appelé ADN " recombinant ".

Lorsqu'on a transféré un gène dans les cellules germinales d'un organisme, permettant ainsi la transmission du gène transféré à la descendance de cet organisme, on parle de " transgénèse ".

En pratique, ce remodelage du génome s'articule en plusieurs opérations.

Les techniques employées

Là encore, votre rapporteur se bornera à une description très schématique de trois principales techniques17(*).

Les enzymes de restriction et le " découpage " de l'ADN

Les enzymes de restriction sont des enzymes initialement présentes chez les bactéries, qui ont pour propriété de reconnaître des séquences bien particulières de nucléotides et de les isoler, en " clivant " l'ADN double-brin à leur niveau, produisant ainsi des fragments de tailles variables.

Ces enzymes peuvent être assimilés à des " bistouris moléculaires sélectifs ", permettant de découper proprement l'ADN, en des endroits bien précis, suivant la nature de l'enzyme.

QUELQUES ENZYMES DE RESTRICTION UTILISÉES EN GÉNIE GÉNÉTIQUE

Enzyme

Bactérie d'origine

Séquence d'ADN reconnue

Coupure effectuée par l'enzyme

EcoRI

Excherichia coli

GAATTC

CTTAAG

G AATTC

CTTAA G

Hind III

Haemophilus influenzae

AAGCTT

TTCGAA

A AGCTT

TTCGA A

Bam HI

Bacilius amyloliquefaciens

GGATCC

CCTAGG

G GATCC

CCTAG G

Hae III

Haemophilus aegyptius

GGCC

CCGG

GG CC

CC GG

Hpae I

Haemophilus parainfluenzae

GTTAAC

CAATTG

GTT AAC

CAA TTG

tiré de l'article précité " génie génétique " de l'Encyclopédie Universalis

La découverte de cette technique a été une étape essentielle car, jusque là, il était difficile d'isoler précisément un gène déterminé en raison notamment de la fréquente structure en mosaïque du génome et de sa complexité.

La multiplication -ou clonage- des gènes

L'étape suivante, le clonage, est l'opération qui consiste à reproduire en grand nombre le fragment initial d'ADN, grâce à des " vecteurs de clonage " qui permettent leur introduction dans des organismes chargés de la réplication.

L'opération est résumée de la façon suivante dans le dictionnaire permanent bioéthique et biotechnologies18(*) :

" Les millions de fragments (d'ADN) obtenus sont insérés dans des vecteurs (plasmides, phages, cosmides, etc..., eux-mêmes composés d'ADN) à l'aide de ligases. Ces vecteurs peuvent être introduits à l'intérieur de bactéries (ou de levures) où ils se répliquent. Les bactéries qui contiennent les vecteurs porteurs des fragments d'ADN étranger peuvent se multiplier sous forme de colonies. Chaque colonie est issue d'une seule bactérie n'abritant elle-même qu'un seul vecteur porteur d'ADN étranger. Chaque colonie contient donc un fragment d'ADN étranger et un seul. Le clonage des bactéries recombinantes (porteuses d'ADN étranger) a donc permis d'isoler les différents fragments d'ADN de départ. C'est cette opération qui a donné son nom au clonage de gène qui est en fait le clonage de bactéries porteuses de gènes étrangers. Le passage obligé par les bactéries comporte donc deux avantages :

- l'isolement d'une multitude de fragments d'ADN par l'intermédiaire du clonage des bactéries recombinantes ;

- l'amplification des gènes isolés. Les bactéries issues de chaque colonie peuvent en effet être multipliées en très grand nombre. Une opération simple permet d'isoler le vecteur et finalement l'ADN étranger à partir de ces bactéries. L'expérimentateur dispose dès lors de l'ensemble des fragments d'un génome à l'état isolé et en abondance ".


Le transfert des gènes19(*)

Cette opération consiste à introduire le gène cloné dans la cellule receveuse (bactérie, levure, cellule animale ou végétale).

Pour cela, on suit diverses étapes :

préparation du gène, par ajout d'éléments (gène promoteur, gène terminateur, gène " d'adressage "...) permettant à la cellule receveuse de décrypter le message génétique ;

- intégration dans un " vecteur d'expression " (plasmides par exemple), distinct des vecteurs de clonage décrits ci-dessus ;

transfert du gène, réalisé par différentes méthodes suivant la nature de la cellule receveuse, comme indiqué dans le tableau suivant :

MÉTHODES DE TRANSFERT DE GÈNE

ORGANISME RECEVEUR

MÉTHODE DE TRANSFERT EMPLOYÉE

Micro-organismes (bactéries, levures, champignons).

· Les plasmides sont directement intégrés dans les cellules de micro-organismes

Cellules végétales

· Des plasmides spéciaux sont utilisés pour certaines cellules végétales : plasmide Ti d'Agrobacter tumefaciens et plasmide Ri d'Agrobacter rhizogenes

· Une autre méthode de transfert consiste à introduire directement de l'ADN dans les cellules végétales en projetant sur celles-ci des microbilles métalliques enrobées d'ADN au moyen d'un " canon à gènes " (biolistique)

· Le transgène peut être introduit dans des protoplastes par micro-injection ou par électroporation. La régénération sera toutefois difficile.

· La transgénèse par voie pollinique consiste à déposer directement le transgène sur les stigmates de la fleur : c'est un procédé en cours d'étude.

Cellules animales

· La méthode la plus utilisée est celle de la micro-injection, dans laquelle le transgène est introduit dans un oeuf fécondé à un stade très précoce après la fécondation. L'oeuf est ensuite implanté dans l'utérus d'une femelle où il pourra se développer. C'est ainsi qu'ont pu être obtenus un petit nombre d'animaux transgéniques (souris, porc, mouton, vache).

· On peut également utiliser des virus comme vecteurs, sous réserve qu'ils ne soient pas pathogènes.

In : " Le génie génétique appliqué à la production alimentaire ", Ibid, p. 4

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