DES DÉBUTS DE LA GÉNÉTIQUE AUX … 7 La transgénèse

DES DÉBUTS DE LA GÉNÉTIQUE AUX …
7 La transgénèse
Le génie génétique a permis des avancées considérables notamment dans le clonage de gène, leur séquençage
et leur insertion dans des génomes étrangers. Ces avancées permettent la création d’OGM.
Comment obtient-on des OGM ? Quels sont les problèmes posés par ces OGM ?
Antrés
Gène
d’intérêt
Transfert de gène chez les plantes. Dans la nature,
le
plasmide
Ti
(pour
tumor-inducing)
d’Agrobacterium tumefaciens pénètre dans la plante
et s’insère dans l’ADN de la plante par sa région
VIR (virulence). La région T du plasmide entraîne
une prolifération cellulaire anormale (galle). La
technologie de l’ADN recombinant permet d’insérer
un gène étranger préalablement isolé et cloné
(utilisation d’enzymes de restriction) à la place du
gène T du plasmide Ti, détruisant de ce fait son
pouvoir tumorigène. Les bactéries transformées
sont sélectionnées car elles sont résistantes à un
antibiotique. On utilise une cellule d’A. tumefaciens
portant un plasmide recombiné pour introduire le
nouveau gène étudié dans l’ADN de la plante. On
obtient des cals de cellules transformées qui vont
donner de nouvelles plantes. En utilisant un gène de
sélection, ici un gène qui rend la plante résistante à
un herbicide (herbrés), on parvient à sélectionner les
cellules recombinantes.
Doc1. Le principe de la transgénèse végétale.
Application : le maïs Bt qui est résistant à la pyrale
du maïs dont la larve provoque des dégâts
considérables sur les plants de maïs.
On intègre le gène codant la protéine toxique de
Bacillus thuringiensis dans le plasmide Ti.
Une récente étude américaine montrait que le pollen
des maïs transgéniques Bt était toxique pour le
papillon monarque.
« La bactérie parasite des insectes Bacillus thuringiensis a été le premier microorganisme homologué
commercialement comme biopesticide, au début des années 1960 aux Etats-Unis. (…). B. thuringiensis (Bt)
synthétise des cristaux protéiques (…). L’action de Bt est liée à la présence de toxines (dont la protéine CRY)
dans ces cristaux. Celles-ci y demeurent sous forme inactive. Mais une fois ingérées par l’insecte, elles sont
dégradées par les protéases digestives et transformées en toxines actives, qui se fixent sur des récepteurs
spécifiques situés sur les cellules de l’épithélium intestinal. L’intoxication se manifeste très rapidement par
d’importantes lésions au niveau de l’intestin et par une paralysie du tube digestif, entraînant un arrêt immédiat de
l’alimentation. La mort de l’insecte intervient 24 à 48 heures après l’ingestion de cristaux. »
C. Sily et G. Riba, « les biopesticides : une grande famille », Biofutur janvier 2001.
Docs2. Un pesticide fabriqué à partir d’une toxine bactérienne.
http://www.lewebpedagogique.com/bouchaud
Le choléra est une maladie mortelle pour l’homme, causée par une toxine (CTB = Cholera Toxin B) produite par
une bactérie, Vibrio cholerae. Elle se caractérise par de très fortes diarrhées qui entraînent une déshydratation importante.
La vaccination orale par administration de la toxine CTB bactérienne atténuée reste d’un coût élevé et de
distribution difficile dans les pays touchés. Aussi, d’autres stratégies vaccinales ont été élaborées, qui évitent l’extraction et la
purification de la molécule vaccinante.
L’expérience. Des pommes de terre transgéniques,
transcrivant le gène bactérien codant la toxine CTB ont
été construites. Leur efficacité vaccinale a été testée, en
nourrissant des souris avec des tubercules de pommes
de terre transgéniques. Le dosage des anticorps a été
effectué 35 ou 70 jours après nutrition des souris par
des tubercules de pommes de terre transformés (B : 1 g
de pomme de terre transgénique, C : 3 g de pomme de
terre transgénique) ou après administration orale directe
de la toxine bactérienne CTB atténuée (A). Chez des
souris nourries avec des pommes de terre sauvages, on
ne détecte aucun anticorps dans le sérum.
Doc3a. Dosage d’anticorps dans les sérums de souris.
% de diminution de volume par rapport
aux souris
témoins.
L’expérience. La toxine cholérique agit
sur les cellules de l’intestin. Elle
provoque une sécrétion abondante de
liquide, à l’origine de diarrhées. a. Pour
évaluer l’efficacité de la protection
vaccinale, on compare la réponse à
l’injection de toxine CTB d’une portion
d’intestin prélevée chez : 1. des souris
normales (témoin) ; 2. des souris ayant
été vaccinées avec la toxine CTB
atténuée ; 3. des souris ayant absorbé
des pommes de terre transgéniques. b.
Pour évaluer la réponse de l’intestin à
l’injection de la toxine, dans les trois cas
évoqués, on mesure le volume de liquide
rejeté par les cellules intestinales dans la
lumière de l’intestin.
1. Portion d’intestin de souris témoin. 2. Portion d’intestin de souris immunisée par
la toxine cholérique atténuée. 3. Portion d’intestin de souris nourrie aux PGM.
Doc3b. Résultats d’expériences avec la toxine CTB.
Seules quelques plantes ont été à ce jour modifiées : maïs, colza, soja, tomate, tabac, coton…
A. Les potentialités positives.
a. La protection des cultures : résistance aux insectes ; tolérance à des herbicides ; résistances aux maladies (virus, champignons,
bactéries…) ; résistance aux conditions climatiques extrêmes (sécheresse, salinité…).
b. Amélioration des conditions d’élevage : amélioration de la santé animale (mise au point d’anticorps ou de vaccins recombinants
produits par les aliments du bétail ; meilleure nutrition animale).
c. OGM et alimentation humaine : amélioration de la qualité des aliments (modification de la teneur en certains nutriments ;
amélioration de la conservation des produits ; amélioration du goût, de l’odeur, de la couleur, de la consistance…).
B. Les risques potentiels.
a. Les flux de gènes et la dissémination des gènes de tolérance aux herbicides : certains gènes introduits par transgénèse peuvent être
disséminés, en particulier par le pollen, et transmis à des espèces sauvages apparentées aux espèces transformées (Colza par
exemple qui peut s’hybrider à la moutarde des champs, la ravenelle…).
b. L’apparition d’insectes résistants aux herbicides.
c. L’impact possible sur des insectes utiles comme l’abeille.
d. Les risques de réduction de la biodiversité.
e. Le risque alimentaire : toxicité, déclenchement d’allergies, transfert de gènes de résistance aux antibiotiques aux micro-organismes
du tube digestif.
C. Les risques politico-économiques.
Certains grands groupes industriels agroalimentaires cherchent à mettre au point des techniques ayant pour but de rendre l’agriculteur
dépendant. Pour cela, ils cherchent à créer des plantes transformées stériles ou empêchent la transmission du gène d’intérêt à la
descendance des plantes transformées (ainsi le maïs Bt, résistant à la Pyrale, donne des grains stériles). Dans tous les cas, le résultat est
le même : l’agriculteur doit acheter chaque année des semences aux conditions du fabricant qui, de plus en plus, par le jeu des
regroupements d’entreprises est en situation de quasi-monopole.
Doc4. Des pistes pour un débat « pour ou contre les OGM ».
Documents. 1 © Biologie moléculaire de la cellule, De Boeck université, modifié ; 2, 3a, 3b © Belin TS2002 ; 4 © Hatier TS 2002
http://www.lewebpedagogique.com/bouchaud