Les OGM

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Organisme_g%C3%A9n%C3%A9tiquement_modifi%C3%A9

Citation :

Un organisme génétiquement modifié ou OGM est « un organisme vivant dont le patrimoine génétique a été modifié par génie génétique, soit pour accentuer certaines de ses caractéristiques ou lui en donner de nouvelles considérées comme désirables, soit au contraire pour atténuer, voire éliminer certaines caractéristiques considérées comme indésirables »[1] selon la Commission de l’éthique de la science et de la technologie du Québec.

Définition juridique

Au sein de l'Union européenne, la directive 2001/18/CE définit un OGM comme suit :

« Un organisme génétiquement modifié est un organisme (à l'exception des êtres humains) dont le matériel génétique a été modifié d'une manière qui ne peut s'effectuer naturellement par multiplication et/ou par recombinaison. »[2]

La directive 2001/18/CE indique que les techniques de modification génétique visées dans cette définition sont, entre autres :

« 1) les techniques de recombinaison de l'acide désoxyribonucléique impliquant la formation de nouvelles combinaisons de matériel génétique par l'insertion de molécules d'acide nucléique, produit de n'importe quelle façon hors d'un organisme, à l'intérieur de tout virus, plasmide bactérien ou autre système vecteur et leur incorporation dans un organisme hôte à l'intérieur duquel elles n'apparaissent pas de façon naturelle, mais où elles peuvent se multiplier de façon continue;

2) les techniques impliquant l'incorporation directe dans un organisme de matériel héréditaire préparé à l'extérieur de l'organisme, y compris la micro-injection, la macro-injection et le microencapsulation;

3) les techniques de fusion cellulaire (y compris la fusion de protoplastes) ou d'hybridation dans lesquelles des cellules vivantes présentant de nouvelles combinaisons de matériel génétique héréditaire sont constituées par la fusion de deux cellules ou davantage au moyen de méthodes qui ne sont pas mises en œuvre de façon naturelle. »

En revanche, cette même directive précise que :

ne sont pas des OGM : les organismes produits par mutagenèse, ou par la fusion cellulaire (y compris la fusion de protoplasmes) de cellules végétales d'organismes qui peuvent échanger du matériel génétique par des méthodes de sélection traditionnelles.
ne sont pas considérés comme entraînant une modification génétique (sauf emploi d'acide nucléique recombinant ou d'OGM déjà obtenu) : la fécondation in vitro, les processus naturels tels que la conjugaison, la transduction, la transformation, ou l'induction polyploïde.

Échange de gènes dans la nature

La dénomination d'organisme génétiquement modifié fait référence à une modification artificielle du patrimoine génétique d'un organisme. Mais des systèmes de transfert naturel d'ADN existent, et ils conduisent à l'apparition d'organismes dont le matériel génétique est transformé. Les principaux dispositifs d'échanges naturels de gènes, dont certains sont exploités par les techniques du génie génétique, sont les suivants :

Les rétrovirus sont des virus capables de faire intégrer leur information génétique dans le génome de leur hôte. Grâce à des séquences présentes de part et d’autre de l’ADN viral, qui sont reconnues par le génome hôte, ce dernier accepte sa césure et l’intégration de l'ADN viral.
Le plasmide, qui est une petite molécule circulaire d’ADN, est mobile et peut passer d’une cellule à une autre. Certains plasmides peuvent alors s’intégrer au génome de la cellule hôte. Cette forme de transfert d'ADN est observée pour les bactéries, notamment pour des gènes de résistance aux antibiotiques. L’intégration de plasmide bactérien au génome d'un organisme supérieur est limité à des bactéries spécifiques, et pour des couples d'espèces déterminés. Ainsi, Agrobacterium tumefaciens est une bactérie dont le plasmide est capable d’entrer dans une cellule végétale et de s’intégrer à son génome.
La reproduction avec des individus interféconds permet l'échange d'ADN, entre deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents. L'hybride ainsi produit présente un mélange des caractéristiques génétiques des deux parents.
Les mutations, par changement d'un nucléotide par un autre, insertion ou délétion de séquences de nucléotides, peuvent induire l'apparition de maladies génétiques ou de cancers. Mais les mutations constituent aussi l'un des moteurs de l'évolution des espèces.
Dans le cadre de l'endosymbiose, un ensemble de processus évolutifs ont conduit à la formation d'organites (mitochondrie et chloroplaste) dans les cellules eucaryotes, à la suite de l'intégration de bactéries et de cyanobactéries. La majorité du génome de l'endosymbiote a été transféré dans le noyau de l'hôte.

Processus de création des OGM et gènes concernés

Techniques de génie génétique

Transformation de bactéries

Transformation sans intégration dans l'ADN chromosomique

Les plasmides des bactéries présentent l'intérêt d'être faciles à purifier et à modifier pour y intégrer de nouveaux gènes. Le plasmide transformé est incorporé dans les bactéries où il reste distinct de l'ADN chromosomique (sauf dans le cas des épisomes), tout en étant capable d'exprimer le gène d'intérêt. Le plasmide modifié comporte généralement un gène de résistance à un antibiotique, qui est employé comme marqueur. Ainsi, seules les bactéries ayant incorporé le plasmide sont capables de croître dans un milieu comportant un antibiotique, ce qui permet de les sélectionner.

Grâce aux capacités importantes de multiplication des bactéries (Escherichia coli double sa population toutes les 20 minutes), il est possible par cette technique de disposer de la séquence génétique d'intérêt en grande quantité.

En revanche, la spécificité des systèmes plasmidiques limite les bactéries capables d'incorporer le plasmide modifié. De plus, l'instabilité de la transformation est aggravée par le fait que l'ADN chromosomique n'est pas modifié, et que le plasmide peut lui-même être relativement instable.

Citation :

Transformation avec intégration dans l'ADN chromosomique

Les épisomes sont des plasmides possédant certains gènes supplémentaires codant pour la synthèse d'enzymes de restriction qui permettent son intégration aux chromosomes bactériens par une recombinaison épisomale.

Une fois intégré au chromosome de la cellule, la transmission du ou des caractères génétiques est assurée lors de la mitose de cellules mères en cellules filles, contrairement aux plasmides qui se répartissent de façon aléatoire.

Un autre moyen de procéder à une transformation de bactéries avec intégration d'ADN, est d'utiliser des transposons. Chez certaines bactéries, ces transposons actifs peuvent véhiculer et faire intégrer le gène d'intérêt.

Transformation de plantes et d'animaux

Transfert indirect d'ADN ou transfert par vecteur

De l'acide désoxyribonucléique (ADN), étranger à l'organisme, est introduit dans l'organisme de l'hôte par l'intermédiaire d'un virus, d'un plasmide bactérien ou tout autre système vecteur biologique. Le vecteur et l'hôte doivent pouvoir se reconnaître mutuellement, d'où la spécificité des systèmes employés. Par le phénomène de recombinaison génétique, l'ADN introduit peut être intégré dans le génome et entraîner la formation d'une nouvelle combinaison du matériel génétique. Cette nouvelle information doit pouvoir se maintenir dans le génome sur les générations suivantes.

Les principales techniques employées sont les suivantes :

Agrobacterium tumefaciens : cette bactérie possède un plasmide capable de s'intégrer dans le génome des plantes, ce qui en fait le vecteur le plus largement employé pour la création de végétaux transgéniques. Le transgène est intégré dans le plasmide de cette bactérie, qui le véhicule jusqu'à l'ADN chromosomique de l'hôte. Le gène d'intérêt ne se trouve pas dans toutes les cellules, et il a une expression variable. Pour ces deux raisons, une phase de tri est nécessaire.
Rétrovirus : ces virus ayant la capacité d'intégrer leur matériel génétique dans les cellules hôtes pour développer l'infection, des vecteurs ont été élaborés en remplaçant les gènes permettant l'infection par un transgène. Toutefois, les rétrovirus sont très spécifiques à leur hôte, et ces vecteurs ne peuvent accepter de transgène de taille trop grande.
Transposons : cette séquence d'ADN transposable est utilisée avec un transgène auquel ont été ajoutés à ses extrémités des sites de reconnaissance de l'ADN. La taille du transgène doit être limitée. Les techniques à base de transposons sont employées essentiellement sur la drosophile.

Transfert direct d'ADN

Des organismes dont les membranes sont fragilisées ou des cellules végétales dépourvues de parois (telles les protoplastes) sont mis en contact avec de l'ADN. Puis un traitement physique ou chimique permet l'introduction de l'ADN dans les cellules. D'autres techniques telles que la micro-injection, la macro-injection et d'autres techniques de biolistique se basent sur l'introduction mécanique de l'ADN dans les cellules.

Fusion cellulaire

La fusion cellulaire (y compris la fusion de protoplastes) ou d'hybridation dans lesquelles des cellules vivantes présentant de nouvelles combinaisons de matériel génétique héréditaire sont constituées par la fusion de deux cellules ou davantage au moyen de méthodes qui ne sont pas mises en œuvre de façon naturelle.

Gènes concernés

On définit six catégories de gènes concernés.

Gènes de résistances aux insectes

Cette résistance est conférée aux plantes par des gènes codant une forme tronquée d'endotoxines protéiques, fabriquées par certaines souches de Bacillus thuringiensis (bactéries vivant dans le sol). Il existe de multiples toxines, actives sur différents types d'insectes : par exemple, certaines plantes résistantes aux lépidoptères, tels que la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis), portent des gènes de type Cry1(A).

Gènes de tolérance aux herbicides

Il s'agit par exemple de gènes conférant une tolérance au glufosinate d'ammonium (que l'on peut trouver dans l'herbicide Basta) et au glyphosate (dans le Roundup).

Les OGM possédants ces gènes sont vendus par les semanciers comme plus écologiques car nécessitant moins d'herbicides, mais il est à noter que certaines plantes sauvages (au moins 28 recensées) résistent à ces herbicides, et qu'il faut donc à court terme augmenter les doses d'herbicides, comme démontré en Argentine [3], ces gènes de tolérances ont donc un interêt très limité.

Citation :

Gènes marqueurs

Les gènes de résistance aux antibiotiques sont utilisés comme marqueurs de sélection, pour repérer les cellules dans lequel le gène voulu a été introduit. Les trois principaux marqueurs utilisés étaient des gènes provoquant une résistance vis-à-vis des familles d'antibiotiques suivantes : kanamycine/néomycine, ampicilline et streptomycine. Dans tous les cas, les antibiotiques spécifiques de chacune de ces familles sont peu, voire pas utilisés en médecine humaine. Aujourd'hui, on emploie de plus en plus une méthode d'excision de ces "cassettes de résistance", pour ne plus laisser en place que le gène d'intérêt, de manière à être sûr que ces gènes de résistance n'interfèrent pas avec le phénotype observé.

Gène de stérilité mâle

Le gène de stérilité mâle (barnase) code une ribonucléase, et est contrôlé de façon à ne s'exprimer que dans le grain de pollen. Il s'oppose alors à l'expression des molécules d'acide ribonucléique nécessaires à la fécondité. Le gène barstar, quant à lui est un inhibiteur de cette ribonucléase. Ces deux gènes ont été utilisés pour empêcher l'autofécondation et permettre la production de semences hybrides homogènes pour des salades en Europe.

Gènes inhibiteurs d'autres gènes

L'opération consiste à introduire un exemplaire supplémentaire d'un gène cible, mais en orientation inverse (on parle alors de gène « antisens »), ou, parfois, dans le bon sens, mais tronqué. La présence de ce gène « erroné » diminue de manière drastique l'expression du gène normal, ce qui empêche la synthèse de l'enzyme cible. Un exemple de ce type est celui de la pomme de terre, dont les synthétases sont inhibées, de façon à produire un amidon.

Animaux transgénique

Exemples très nombreux : souris et mouches pour expériences scientifique (gène de fluorescence ,souris noc out...) . Production de médicament ,bioréacteur vivant. Animaux de loisir (GloFish,poisson rouge fluorescent).

Notes et références

↑ (fr)Pour une gestion éthique des OGM, Commission de l’éthique de la science et de la technologie du Québec, avis adopté à la 10e réunion de la Commission de l’éthique de la science et de la technologie le 16 octobre 2003 (ISBN 2-550-41769-6), 4e trimestre 2003 [lire en ligne]
↑ Selon la directive communautaire 2001/18/CE, relative à la dissémination volontaire d'organismes génétiquement modifiés dans l'environnement, la définition règlementaire d'un OGM pour l'Union européenne
↑ Argentine : Les promesses non-tenues des semences transgéniques sur le site tsr.ch

Articles connexes

Biologie : Génétique | Écologie | Santé
Droit : Brevetage du vivant | Bioéthique | Propriété intellectuelle
Animal transgénique

Liens externes

Sites officiels

(fr) Site du gouvernement du Québec qui rend compte de l’état actuel des connaissances générales et scientifiques sur les OGM
(fr) OGquoi ? OGM !- Chronique pour les 10-14 ans (Ministère de l'Environnement du Québec)
(fr) Site interministériel sur les OGM (France)
Sites d'organisations/associations privées
(fr) Site web suisse sur les OGM.
(en) site de ISAAA, qui actualise annuellement les statistiques sur l'utilisation d'OGM dans le monde, entre autres
(fr) Site du Comité de Recherche et d'Information Indépendantes sur le Génie Génétique, Crii-Gen

Pages sur les OGM

Pages de sites officiels publics

(fr) Les biotechnologies dans l'alimentation et l'agriculture regroupement des rapports de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture sur les biotechnologies.
(fr) La Commission de l'éthique de la science et de la technologie (CEST) du Québec, section consacrée aux enjeux éthiques des OGM
(fr) Organismes génétiquement modifiés à L'INRA : environnement, agriculture et alimentation, Institut national de la recherche agronomique, mai 1998
Pages d'organisations/associations privées
(fr) Vidéos sur les OGM avec entre autre l'étude qui accuse
(fr) Actualité de la sécurité alimentaire et de la biotechnologie agricole - Informations équilibrées concernant le débat sur les cultures GM
http://blogue.sciencepresse.info/genetique/ Des mystères des gènes en passant par le clonage et les OGM - Blogue sur la génétique de l'Association Science Presse
(fr) Plantes Génétiquement Modifiées un résumé pour non-spécialistes du rapport de la FAO intitulé La situation mondiale de l'alimentation et de l'agriculture 2003-2004 par GreenFacts
(fr) OGM : un tour d'horizon complet, Futura-Sciences, le 16/03/2003
(fr) Etat de la situation et cartes, synthèse 2006, 2 pages, du Monde Diplomatique
(fr) L'OMC condamne le moratoire européen sur les OGM, Le Monde, 7 février 2006
(fr) OGM et consommateurs Dossier réalisé par les étudiants du DESS Qualité Totale et Bioproduits de la Faculté d'Angers.
http://www.ogmdangers.org/
Campagne OGM de Greenpeace France
Dossier de l'association Attac
Site des professionnels des semences et de la protection des cultures
Site d'information et d'échanges entre chercheur et public sur les OGM.
Blog lié au livre La querelle des OGM de Jean-Paul Oury qui veut faire dialoguer opposants et partisans des OGM
Lecture critique du "Documentaire diffusé le 15/11/05 par Canal+" cité ci-dessus
Vulgarisation des OGM faite par Christian Velot