Transgenèse

La transgenèse est une technique qui peut être utilisée sur de nombreux espèces et organismes vivants dont les bactéries et les plantes.

La transgenèse permet le transfert de gènes végétaux, animaux ou artificiels, sélectionnés pour leurs propriétés, on parle alors de transfert de « gène d’intérêt » dans un « organisme receveur ».

Dans les grandes lignes les différentes étapes de la transgenèse sont les suivantes :

Identifier le gène d’intéret : Une première étape essentielle de la transgenèse consiste à identifier, localiser puis isoler ou synthétiser un gène présentant un caractère intéressant. Un gène isolé peut être modifié in vitro ce qui permet de diriger les mutations provoquées. La première synthèse ou fabrication artificielle d’un gène dans sa totalité est réalisé en 1970 par le biologiste américain d’origine indienne Har Gobind Khorana (source : Britannica Online Encyclopedia).

Réaliser la construction génétique : Les techniques de la biologie moléculaire permettent aujourd’hui d’ajouter le gène isolé ou synthétisé aux séquences de régulation nécessaires à son expression dans l’organisme receveur.
Les séquences de régulation nécessaires à l’expression du gène désignent de façon générale le promoteur, le terminateur.
Le promoteur est une séquence régulatrice qui permet de contrôler l’expression du gêne (ou plus précisement : sa transcription) et qui doit être adaptée à l’organisme receveur.
Le terminateur de transcription est une séquence de régulation qui permet le décrochage du complexe de transcription.
Un amplificateur est souvent nécessaire pour permettre au transgène de s’exprimer car il permet de recruter des facteurs activateurs de transcription.
Promoteur, gène d’intérêt et terminateur qui désignent le transgène sont insérés dans une boucle d’ADN servant de « mallette » de transport du gène d’intérêt.
Ces molécules porteuses d’ADN étranger sont appelées "vecteurs". Les vecteurs souvent utilisés en génie génétique sont d’origine bactérienne (plasmide) ou virale (bactériophage).

L’introduction : Principalement, toutes les cellules sont qualifiées pour être des cellules hôtes de ce vecteur modifié. Le choix du matériel cellulaire dépend des conditions expérimentales. Mais comment le vecteur est-il transféré aux cellules hôte ? Les techniques d’insertion sont nombreuses, et divisées en 2 catégories.

En premiere catégorie, il y a la transfection, qui peut être chimique, ou physique. Les microorganismes par exemple, peuvent être traités au chlorure de calcium, à la glycérine, aux impulsions électriques ("électroporation"), pour les rendre perméable aux molécules d’ADN.
Les séquences d’ADN ajoutées à un composant chimique (ex : phosphate de calcium ou du DEAE-dextrane) forment des complexes qui pénètrent dans les cellules eukaryote .
La fusion des membranes plasmiques utilisant des liposomes, la micro-injection in vitro ou le canon à particules constituent des exemples pour la transfection des cellules.

Plus récemment des techniques d’infection ont été mises au point, utilisant des virus désactivés pour s’introduire dans la cellule de façon physiologique.

Avant de les multiplier on peut contrôler que les cellules expriment correctement le gène ajouté par détection directe de transgène ou d’un gène marqueur. Sont couramment utilisés comme marqueurs les gènes de résistance aux antibiotiques ou aux herbicides dans le cas de transfection des plantes : le marqueur pourra mettre alors en évidence le fait que seuls les individus transgéniques survivent en présence d’antibiotique ou d’herbicide.

On peux distinguer la transfection transiente de la transfection permanente :

- La transfection permanente désigne le cas où l’information du transgène peut se reproduire. Généralement elle se réalise par l’intégration du gène dans le génome hôte via recombinaison homologue (insertion du transgène, l’homologie se situant entre le vecteur et l’ADN hôte) ou illégitime (insertion aléatoire). On parle aussi de transfection permanente lorsque la réplication du transgène peux être réalisé de façon autonome, indépendament de l’hôte quand le vecteur porte l’information nécessaire.

- Si l’ADN transféré n’est pas intégré dans le génome et ne se réplique pas en état extra-chromosomal, on parle d’une transfection transiente. Dans ce cas, l’information génétique transférée peut se perdre (pas de réplication).

- La transgenèse permet l’introduction dans un organisme receveur d’un gène artificiel ou provenant d’un autre organisme donneur afin d’en exploiter le ou les caractères d’intérêt. Ceci a donné de nombreuses retombées pour la médecine

- La transgenèse thérapeutique ou thérapie génique, est un grand espoir pour guérir non seulement les maladies génétiques, mais aussi les cancers et autres maladies dues à des mutation du génome. Au-delà de son utilisation thérapeutique directe, la transgenèse à permis une avancée spectaculaire des sciences biomécicales, en permettant d’étudier chaque gène individuellement.

Aspects négatifs

- La transgénèse n’est pas un processus naturel et conduit à la création d’organismes génétiquement modifiés (OGM) ce qui en fait un sujet controversé et très critiqué pour des raisons d’éthique, de sécurité et d’écologie.

- Les techniques de transgénèse sont relativement nouvelles. Leurs applications en biotechnologies végétales afin de rendre certaines plantes résistants aux pathogènes ou herbicides sont très contestées parce que leurs impacts écologiques sont encore mal connu aujourd’hui. Certaines AOC (Appellation d’Origine Contrôlée) de “produits animaux” excluent l’utilisation des plantes génétiquement modifiées comme matière fourragère pour la production laitière (source : INFOGM). La culture extensive des plantes transgéniques renderait certainement plus compliqué le remplissage des obligations ancrées dans les cahiers de charge. Son contrôle est actuellement sous la responsabilité de l’INAO (Institut national de l’origine et de la qualité). Concernant la production des médicaments à travers de plantes transgéniques, l’ANIA (Association Nationale des Industries Alimentaires), comme la CIAA (Confédération Européenne de l’Industrie Alimentaire) conseillent d’éviter la production de médicaments par des plantes alimentaires génétiquement modifiées car celui pourrait poser des problèmes de contamination des aliments par de produits de ces plantes (source : ANIA). 

- Il semble que le véritable désaccord vienne de l’utilisation des techniques modernes de transgénèse par les groupes privés de semence à des fins commerciales et de leur incapacité à fournir en toute transparence les éléments permettant de rassurer sur la fiabilité des contrôles réalisés ainsi que sur la maîtrise des organismes et technologies produits.

Contraîntes

Alors que la transgénèse et plus particulièrement les OGM sont aujourd’hui au cœur des débat, la distinction entre intêrets commerciaux et intêrets scientifiques n’est pas toujours très claire.

Maitriser notre environnement est une des priorités forte lié à notre besoin de sécurité, les organismes génétiquement modifiés que nous produisons ne doivent pas compromettre l’existance des organismes naturels existants.

Axes de réflexions

Quels contrôles sur les pratiques de transgénèse ? Pour le couple OGM - aliments, pour l’homme et les animaux, c’est le groupe d’experts scientifiques de l’Autorité Européenne de Sécurité des Aliments (EFSA) qui se consacre à conseiller la Commission Européenne dans ses décisions de mise sur le marché européen des OGMs. Dans une logique de transparence et de neutralité des prises de décision politique en Europe les rapports de ce groupe de travail sont disponibles sur le site web de l’EFSA.

Les apports pour l’agriculture ? Quels niveaux de maîtrise ? La sélection conventionelle des plantes nécessite parfois plusieurs générations pour parvenir à un résultat d’expression de plusieurs gènes cibles attendu. Cependant, la transgenèse des plantes peut être plus rapide quant aux modifications génétiques réalisées comparativement à la sélection conventionnelle.

Animaux et transgénèse font ils bon ménage ?

Où en sommes nous du décriptage du génome humain ? A quand les modification génétique de l’homme ?

Est ce que la transgénèse est compatible avec un développement durable ? Pour l’avenir, il devient urgent d’éclairer les possibilités dans les domaines de la médecine, l’alimentation et la production de l’énegie.

Mieux contrôler et maîtriser nos productions transgéniques.

Valoriser les bons aspects de la transgénèse notamment pour la médecine.

Mieux informer le public sur les risques et les perspectives de la transgénèse.

Références

ANIA - Association Nationale des Industries Alimentaires

EFSA

Ibelgaufts, H. (1992) Gentechnologie von A bis Z. VCH Verlagsgesellschaft, Allemagne.

InfOGM - Informez vous vraiment

Chrispeels, M.J. et Sadava, D. (2003) Plants, Genes, and Crop Biotechnology. 2^nd Edition, Jones and Bartlett Publishers, Massachusetts

Britannica Online Encyclopedia