Le clonage est un mode de reproduction permettant la copie d`une

GIBERT
MOUTON
Pierre
Theo
Le Clonage
Le clonage, réalité ou science-fiction ?
Etablissement Massillon
1ère S2
Année scolaire 2014/2015
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Sommaire
-Introduction…………………………………….….………p.3
I. Histoire et évolution du clonage………………….……...p.4
II. Le clonage végétal……………………………..………..p.5
III. Le clonage animal
1)
2)
3)
Le premier animal cloné........................................p.13
Le premier mammifère cloné..........................…...p.14
Projets de clonage…………………………..........p.16
IV. Les différentes méthodes de clonage.
1)
2)
La scission embryonnaire……………...…………p.17
Le transfert de noyau……………………..………p.18
-Conclusion……………………………...………………...p.20
-Bibliographie………………………………..……………p.22
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Introduction :
Le clonage est, même si on peut souvent l’ignorer, une technique
employée depuis fort longtemps. Si nous regardons les choses avec un peu plus
d’attention, on se rend compte que le clonage a toujours existé autour de nous
comme un mode de reproduction parmi tous ceux à la disposition des êtres
vivants et, utilisé naturellement par les animaux, végétaux et bactéries. Le
clonage est aussi très utilisé par les plantes : on l’appelle la multiplication
végétative. Le clonage influencé par l’homme fait son apparition pour la
première fois en 1903 grâce au botaniste H.J.Webber.
Le clonage est un mode de reproduction permettant la copie d’une cellule
ou d’un individu, son clone, à partir de son ADN. Sauf erreur ou mutation, le
clone est génétiquement identique à l’individu cloné. Il aura le même ADN, il
sera physiquement semblable mais il n'aura pas la même histoire, le même
passé, le même environnement et ne sera pas donc pas le "même individu". Le
clonage humain consiste en la création d'un être humain à partir de la totalité du
matériel génétique d'un humain déjà conçu. Cette technique est très improbable
et on en vient à se demander si elle réelle ou irréelle.
Il existe également une autre sorte de clonage, thérapeutique cette fois.
Celui-ci est utilisé à des fins médicales, afin de soigner un malade. Nous ne nous
attarderons donc pas sur ce type de clonage car il est fréquemment utilisé dans le
monde médical, et par conséquent bien réel.
Nous verrons dans un premier temps l’évolution du clonage puis nous
verrons comment il est possible de cloner des végétaux et des animaux à travers
l’exemple du tout premier animal cloné et ensuite du premier mammifère. Nous
verrons également s’il est possible de reproduire une espèce disparue, puis si le
clonage d’un humain est techniquement réalisable. La question centrale sera
donc de savoir si le clonage est une réalité ou une science-fiction.
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I.
Histoire et évolution du clonage :
Voici les principales dates constituant l’histoire du clonage :
1903 : Le terme de "clonage" est utilisé pour la première fois, désignant à
l'origine des plantes reproduites par une reproduction asexuée.
1963 : L'embryologiste chinois Tong Dizhou, fut le premier à cloner un animal
(une carpe) en 1963, 33 ans avant la brebis Dolly.
1979 : On tente de cloner un humain pour la première fois dans l'Histoire : le
scientifique américain L.B. Shettles greffe des cellules germinales dans des
ovocytes dénoyautés. L'expérience est un échec, mais elle constitue un nouveau
pas vers le clonage reproductif humain.
2002 : La secte des Raëliens et la Société Clonaid déclarent avoir réussi le
premier clonage humain (il s'agirait d'une fille nommée Eve), mais le résultat de
leurs expériences n'a encore jamais été prouvé.
2007 : Des chercheurs américains réussissent pour la première fois le clonage
d'un embryon de primate (un macaque) à partir de la technique du clonage par
transfert de noyau prélevé sur des cellules d'animaux adultes.
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II.
Le clonage végétal :
Nous allons pour commencer vous parler du « clonage » végétal. Le terme de
multiplication végétative est plus juste pour parler d’une technique très utilisée
par les jardiniers, les botanistes ou simplement par les amateurs. Nous pouvons
aussi distinguer deux types de multiplication végétative : la reproduction
naturelle et la reproduction influencée par l’homme.
Il existe un grand nombre de méthodes tel que le greffage, le bouturage, le
marcottage ou l’écussonnage. Nous allons vous montrer une expérience que
nous avons-nous même réalisée. Il s’agit d’une culture de menthe in vitro. La
culture in vitro est une technique de laboratoire qui consiste à la mise en culture
d’explant en milieu artificiel, a l’abri de toute contamination et permet donc de
multiplier en grand nombre et dans un espace réduit. Elle est actuellement
utilisée pour multiplier des plantes ou des variétés rares, poussant lentement et
ne donnant que peu de graines, ceci afin de répondre, la plupart du temps, aux
demandes commerciales. Nous avons donc voulu montrer qu’il est possible de
multiplier certaines plantes en milieu artificiel.
Voici le compte-rendu de notre expérience : (Nous avons été aidés dans notre
démarche par Mme Mulsang, la laborantine du lycée).
Matériel utilisé :
- 4 flacons spéciaux pour la culture in vitro
- 3 pinces stériles
- Une paire de ciseau stérile
- Du coton cardé
- Quelques feuilles d’aluminium
- 3 béchers de 100ml et 1 bécher de 500ml
- Un stérilisateur
- Un agitateur magnétique
- Une éprouvette graduée
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- Une balance
Ingrédients utilisés :
- De la menthe fraîche
- 62.5ml de lait de coco
- 5g de saccharose
- 250ml de solution de knop
- De l’eau de javel
- 3g d’agar agar
- De l’eau distillée stérile
- De l’alcool
Voici les différentes étapes de notre
expérience :
Jour 1 : Mardi 25 Novembre :
- Nous avons stérilisé notre plan de travail
avec de l’eau de javel et nous avons utilisé un
stérilisateur (photo ci-contre).
- Préparation du milieu de culture : nous
avons mélangé :
 250ml de knop
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 3g d’agar agar
 5g de saccharose
 187.5ml d’eau distillée
 et 62.5ml de lait de coco dans un
bécher stérile.
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- Nous avons également préparé un milieu témoin composé seulement de
saccharose et d’eau distillée qui sera utile pour comparer les résultats obtenus
avec le milieu de culture.
- Nous avons fait bouillir la préparation au lait de coco sur un agitateur
magnétique afin de la stériliser (photo de gauche). Nous avons laissé bouillir
durant 5 min, puis nous avons versé la préparation obtenue dans des flacons
préalablement stérilisés et rebouchés avec les bouchons (photo de droite).
Jour 2 : Mercredi 26 Novembre :
- Nous avons coupé les feuilles de menthe afin de ne garder que la tige puis
coupé 4 morceaux d’à peu près 4 cm de long au niveau des nœuds.
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Tiges
- Nous avons plongé chaque tige durant 20 secondes dans un bécher rempli
d’alcool puis deux fois 5 minutes dans deux béchers d’eau distillée.
- Nous avons ensuite :
 introduit une tige de menthe dans chaque flacon,
 rebouché les flacons avec du coton cardé,
 recouvert d’aluminium.
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- Nous avons laissé les flacons à l’air libre, à côté d’une fenêtre.
Jour 3 : Mercredi 3 Décembre :
- Les plantes n’ont pas vraiment poussé, elles sont toujours de la même
taille, que ce soit dans le milieu de culture ou dans le flacon témoin.
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Jour 4 : Lundi 8 Décembre :
-Des moisissures commencent à apparaître dans les trois flacons contenant du
milieu de culture. En revanche, il n’y a aucune trace de moisissures dans le
flacon témoin, car il n’y pas un milieu adapté à la croissance.
Jour 5 : Vendredi 12 Décembre :
- Les moisissures sont trop importantes pour une vision correcte des
résultats. Ces moisissures sont liés au fait qu’il n’est pas possible que les flacons
soient stériles à 100%. Nous n’avons donc pas poursuivi notre expérience, mais
cette expérience est réalisable si le plan de travail et les instruments sont
complètement stériles. Nous allons donc vous montrer les résultats que nous
aurions dû avoir. Ces photos sont tirées d’une expérience déjà réalisée :
- Une semaine après la mise en flacon des boutures de menthe, des tiges
possédant des feuilles ont poussé aux nœuds de la plante. Les pousses mesurent
2cm de plus. Cela est arrivé dans quatre cas sur cinq.
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- Deux semaines après, la croissance a bien augmenté. Une des plantes
dépasse maintenant les 8cm en surface.
Cette expérience montre donc bien qu’il est possible de « cloner » une plante.
C’est le lait de coco qui est à la base de cette culture, il fournit vitamines et
hormones et active la prolifération.
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III.
1)
Le clonage animal :
Le premier animal cloné.
Les recherches dans le but de cloner un animal commencèrent à partir de
1952. C’est en cette année que Roberts Briggs et T.J. King ont pu, pour la
première fois, retirer à l’aide d’une pipette un noyau de la cellule d’un embryon
de grenouille. Pendant dix ans des recherches furent menés dans les laboratoires
des quatre coins du monde. En 1962, John Gurdon essaya de cloner une
grenouille, mais sans succès. Malgré tout, on savait que le principe marchait. Il
n’y avait donc plus qu’à l’appliquer. En 1963, Tong Dizhou tenta d’introduire
l’ADN d’une carpe mâle dans l’ovocyte d’une carpe femelle. Quelques jours
après, il obtient une nouvelle carpe comprenant les mêmes caractéristiques
génétiques que le mâle donneur de l’ADN. La technique de clonage a donc été
le transfert de noyau, une technique que nous expliquerons un peu plus tard.
Cette nouvelle a été publiée dans un journal scientifique chinois mais n’a pas été
traduit, et l’information passa donc complètement inaperçue en Occident. On
peut donc dire que Tong Dizhou (photo ci-dessous) est le pionnier du clonage
animal.
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2)
Le premier mammifère cloné.
Nous allons maintenant vous parlez du premier mammifère cloné. Il s’agit
d’une brebis, baptisé Dolly, et cela se passa durant l’année 1996. Cette
dernière est l’aboutissement d’un long et laborieux travail effectué par Ian
Wilmut et son équipe du Roslin Institut, en Ecosse.
Dans le cas de Dolly, on a prélevé une cellule dans le pis d’une brebis de
race Finn Set à face blanche. C’est de cette cellule qu’a été prélevé le noyau
contenant l’information génétique qui a été transmise à Dolly. Après avoir été
injecté dans un ovule préalablement vidé, le complexe noyau/ovule a été placé
dans l’utérus d’une mère porteuse, reprenant ainsi le cours normal du cycle de
la vie. A la fin de la gestation, il est né un agneau identique en tous points à
Belinda, la brebis qui avait fourni la cellule du pis. Identique ? Pas tout à fait.
En effet, dans l'ovule utilisé, comme dans toutes les cellules, se trouvent des
mitochondries qui sont de petits organites (la mitochondrie est « l'usine
énergétique » de la cellule). Ces dernières possèdent leur propre patrimoine
génétique. Dolly est donc bien le clone de Belinda, mais elles n'ont pas
exactement le même patrimoine génétique. Seulement, les chercheurs ont dû
effectuer de nombreuses tentatives, environ 200, et une seule a créé la brebis
Dolly.
A gauche, la brebis Dolly, et à droite, sa mère génétique, Belinda.
Grâce à cette expérience, les chercheurs ont montré qu'un transfert de
noyau pouvait permettre aux cellules de se diriger vers une nouvelle
spécialisation, car avant ce clonage, on pensait que la spécialisation des
cellules était irréversible ; une fois une cellule spécialisée, il était impossible
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de revenir en arrière. Malheureusement, les scientifiques ont du faire face à un
problème auquel ils ne s'attendaient pas : le vieillissement prématuré de
Dolly. Ce problème a été attribué au fait que la cellule prise sur Belinda avait
des télomères raccourcis. Un télomère est l’extrémité d'un chromosome
intervenant dans sa stabilité et dans les processus cellulaires agissant sur le
vieillissement. Il y a donc un lien entre la taille des télomères et l'espérance de
vie. Alors que la plupart des brebis vivent entre 11 et 12 ans, Dolly a donc dû
être euthanasié à l’âge de 6 ans, afin qu’elle ne souffre pas. Mais nous
pouvons tout de même nous réjouir qu’un clone ait pu rester en vie durant six
ans, ce qui constitue en soi un exploit.
Depuis cette date de nombreux autres animaux ont été cloné. En voici une
rapide liste par année :
En 1997 : une souris
En 1998 : une vache
En 2000 : cinq petits cochons et un singe
En 2001 : des taureaux, un chat et un gayal (une espèce de bœuf sauvage)
En 2002 : six lapins
En 2003 : trois mules, un daim, une jument et un rat
En 2004 : un chat (le premier animal à but commercial)
En 2005 : un chien et un cheval
Le clonage animal a été utilisé dans un but lucratif, afin de cloner un chat
de compagnie. En effet, une riche américaine a payé la somme de 45 000 $ pour
que la société privée Genetic Savings and Clone remplace son chat décédé.
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3)
Projets de clonage.
En 2002, des scientifiques parviennent à reproduire de
l’ADN d’un tigre de Tasmanie (appelé également loup marsupial ou loup
de Tasmanie) conservé dans de l’éthanol depuis 1866. En effet, l'ADN issu
de ce petit tigre conservé a pu être extrait avec succès et cela rendait
théoriquement possible la résurrection de cette espèce. Les scientifiques
espéraient introduire une séquence d'ADN dans une cellule sexuelle d’un
autre marsupial femelle qui aurait servi de mère porteuse.
Seulement, en février 2005, le Musée d’Australie, basé à
Sydney, a renoncé au clonage, après que des tests eurent démontré que
l’ADN collecté était trop dégradé pour être utilisable. Mais ce n’est pas
l’avis de Mickael Archer, l’initiateur du projet, qui espère que son idée
pourra un jour être menée à bien, ailleurs qu’au Muséum.
Le responsable du département biologie du Musée
d’Australie affirme que les clones pourraient être croisés avec d’autres
spécimens, car il existe six autres loups de Tasmanie conservés dans
d’autres musées.
En mai 2005, le professeur Michael Archer annonça que le
projet allait être relancé par un groupe d’universités et un institut de
recherche.
En mai 2013, une équipe de scientifiques de Russie, du
Royaume-Uni, des Etats-Unis, du Danemark, de la Corée du Sud et de la
Moldavie ont retrouvé un mammouth emprisonné dans le permafrost en
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Sibérie. Le permafrost est un sol dont la température se maintient en
dessous de 0° constamment. Ils ont ainsi pu récupérer du sang frais et
liquide, qui peut leur permettre d’extraire de l’ADN.
Des chercheurs japonais se sont donnés 5 ans afin d’essayer
de reproduire un clone de cette espèce disparue depuis plus de 12 000 ans !
Les chercheurs tenteraient d’insérer des cellules du mammouth dans un
ovule d’éléphante. 22 mois plus tard pourrait alors naître un bébé croisé
entre l’éléphant et le mammouth. Mais ce n’est pas l’avis d’un spécialiste,
qui estime que les cellules sont trop dégradées par les milliers d’années
passées dans le permafrost.
IV. Les différentes méthodes de clonage :
1)
La scission embryonnaire.
Le clonage par scission embryonnaire est une
technique de clonage relativement bien maitrisée aujourd’hui. Ce type de
clonage permet une imitation naturelle d’une production de jumeaux. Mais
elle permet d’obtenir un maximum de deux clones par embryon et on ne
peut connaitre à l’avance leurs caractéristiques. La scission embryonnaire
se fait uniquement au stade blastocyste (c’est une étape du développement
embryonnaire), au stade où les cellules de l'embryon viennent juste de
commencer à se différencier en deux types biens différents l'un de l'autre.
Un type donnera le placenta (organe des mammifères permettant les
échanges entre le fœtus et l'organisme de la mère pendant la période de
gestation), l'autre type donnera le fœtus (produit de la reproduction, à partir
du troisième mois de la grossesse. Avant cette période, c'est un embryon).
Puis l'on coupe ce blastocyste en deux parties en répartissant à peu prés
également les deux types cellulaires. Grâce à cela, nous obtenons des
jumeaux. Cela peut se produire naturellement si au moment de s'échapper
de la zone pellucide (membrane transparente entourant l'ovule et contenant
le cytoplasme), l'embryon se trouve gêné par une ouverture trop étroite.
Nous pouvons donc dire que biologiquement parlant, les jumeaux sont bien
des clones.
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L'inconvénient de cette technique est que le blastocyste ne peut être coupé
qu'en deux parties, le couper en quatre produirait des cellules trop petites
pour renfermer un blastocyste capable de continuer son développement.
2)
Le transfert de noyau.
La méthode la plus utilisée est le transfert de
noyau. Il consiste à placer en contact un ovule énuclée et une cellule
provenant d'un tissu différencié. Un ovule est la cellule sexuelle (ou
gamète) produite par les femelles. Il contient la moitié des chromosomes de
la mère. Chez de nombreuses espèces comme les mammifères, la paire de
chromosomes spécifique aux femelles est la paire XX. Un ovule énuclée
est donc un ovule sans chromosomes maternels. Quant à la cellule
provenant du tissu déjà différencié, elle contient les deux stocks de
chromosomes parentaux (XX pour les femelles et XY pour les mâles).
Différents procédés sont possibles pour vérifier que le noyau de la cellule
donneuse est bien rentré dans l'ovule receveur. Pour cela on crée un petit
choc électrique de quelques microsecondes suffisant à la réalisation de la
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première division. Le développement peut alors commencer, transplanté
dans une mère porteuse, le clone obtenu sera génétiquement identique à la
mère donneuse de noyau qu'il s'agisse d'une cellule de glande mammaire
comme Dolly ou de celui d'un muscle comme la vache Marguerite.
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Conclusion :
Nous pouvons donc dire que le clonage végétal et animal existe bel et
bien, mais le clonage humain n’a pas encore été réalisé. Il y a plusieurs causes à
cela :
Il existe des taux de réussite variés selon l’espèce animale.
Espèce animale
Taux de réussite (naissance/embryon
cloné)
0.4 %
0.8 %
2.3 %
6.0 %
0.5 %
0.3 %
0.1 %
3.5 %
Mouton
Souris
Rat
Bovin
Chat
Lapin
Cheval
Chèvre
D’après le tableau on peut voir que les chances de réussite du clonage
animal sont très minces. Par exemple, le taux de naissance par embryon cloné
pour le mouton n’est que de 0.4%. En ce qui concerne le cheval, ce taux
avoisine les 0.1%. A l’inverse la race bovine connaît le plus fort taux de réussite
mais possède seulement une chance de réussite de 6%.
Il serait donc dangereux de tenter un clonage humain en tenant compte de
ces taux faméliques. Pourtant le clonage a été réalisé de nombreuses fois sur des
animaux. Ceci a largement divisé les opinions et a beaucoup échoué. Cependant,
ces prouesses techniques constituent une avancée majeure dans le but de cloner
un humain. Mais il y a plusieurs raisons pour lesquelles nous n’essayons pas de
créer un clone humain :
Du point de vue éthique, il serait inconcevable d’utiliser le clone de façon
abusive. Prenons l’exemple d’un excellent footballeur, il ne serait pas
raisonnable d’essayer de le cloner de façon à acquérir un autre bon footballeur.
De plus, il n'est pas sûr que le clone ainsi reproduit engendre à nouveau une star
du football.
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Au niveau du statut social, le clonage reproductif humain remet en cause
les notions-même de famille, d’hérédité, de paternité et de maternité, de
reproduction sexuée etc… En effet, un clone ne pourrait être considéré ni
comme le fils, ni comme le frère de ce donneur, ni comme le donneur lui-même.
Cela mènerait à un véritable bouleversement de la hiérarchie familiale.
Le clonage pourrait être utilisé dans un but commercial. Le coût des
expériences, de « l'achat » d'ovocytes, de la « location » de mères porteuses
entraînerait un prix très élevé. Le clonage et ses applications ne seraient donc
qu’à la portée des plus riches, et on peut redouter que cette « discrimination
positive par la génétique » puisse entraîner la division de la société en deux
catégories d'hommes.
Beaucoup considèrent que l’on ne peut pas faire courir à un clone humain
le risque de naître malformé ou de présenter des troubles immunitaires. Il est
également inimaginable de devoir euthanasier un humain cloné comme on l’a
fait pour Dolly alors qu'elle n'avait que 6 ans.
Il est donc improbable qu’il y ait un clone humain sur Terre d’ici au
moins quelques années. Pourtant la recherche scientifique se poursuit pour
essayer d’obtenir de plus grandes chances de réussite. Mais prochainement la
barrière ne sera pas technique. La barrière, s’il y a barrière, sera une barrière
morale.
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Bibliographie, Sitographie:
Deux livres sur le clonage :
Clonage et OGM quels risques, quels espoirs ? Odile Robert, Larousse
Cloner est-il immoral ? Laurent Degos, Le Pommier
Un reportage sur la naissance de Dolly :
http://www.youtube.com/watch?v=ZVzLHqvF3mA
Deux autres reportages, cette fois sur le sang de mammouth retrouvé en Russie :
http://www.youtube.com/watch?v=I8z5_RcrwNI
https://www.youtube.com/watch?v=diWM5UYUTjc
Sites internet sur le loup de Tasmanie :
http://www.dinosoria.com/tigre_tasmanie.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Thylacine
Deux sites internet sur la scission embryonnaire :
http://www.larousse.fr/encyclopedie/images/Clonage_par_scission_dembryon/1
012323
http://terminalf.scicog.fr/cfm/fich1.php?IDChercher=6744&numtable=&NomBase=Le%20clonageClaire%20Thiercelin.mdb
Deux sites internet sur l’histoire du clonage :
http://clonage2008.free.fr/historique-clonage.php
http://www.doctissimo.fr/html/sante/mag_2003/sem01/mag0103/dossier/sa_633
6_clonage_dates.htm
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