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200 ans de recherches scientifiques Le berceau des plantes génétiquement modifiées À la fin des années 1970, sous la direction des professeurs Jeff Schell et Marc Van Montagu, des chercheurs de l’Université de Gand découvrent le mécanisme de transfert génétique entre la bactérie du sol Agrobacterium tumefaciens et des plantes. En 2013, cette découverte valut à Van Montagu le prix mondial de l’alimentation, le « prix Nobel de l’alimentation et de l’agriculture ». En se servant de cette bactérie comme « taxi », ces pionniers de renom en génie génétique élaborèrent une technique permettant de transférer le patrimoine génétique d’une bactérie vers un plante. Cette technique donna lieu à la création de sociétés spin-off comme Plant Genetic Systems et CropDesign visant à renforcer la sécurité alimentaire à l’échelle mondiale et à réduire l’impact négatif sur l’environnement. Avec, en conséquence, la modification artificielle du génome de toute une série de plantes du quotidien. De telles entreprises illustrent, pardessus tout, l’impact exercé par les recherches universitaires sur la vie de tous les jours. Mode de fabrication d’une plante génétiquement modifiée Les scientifiques recherchaient le principe infectieux de la bactérie du sol A grobacterium tumefaciens. Ces bactéries infectent les plantes dans la nature et provoquent de la sorte une forme de tumeur, ce que l’on nomme la Galle du collet. Les chercheurs se demandèrent comment l’Agrobacterium amenait la plante à développer la Galle du collet. Finalement, il leur apparut que la bactérie transférait une partie de son patrimoine génétique vers l’ADN du plant. Ce transfert génétique se fait en échangeant des plasmides. Les plasmides sont de petites molécules d’ADN capables de réplication autonome. L’ADN transféré commande aux cellules de la plante de produire des matières dont la bactérie Présentation schématique du transfert d’ADN T naturel d’Agrobacterium tumefaciens vers une plante, entraînant la formation d’une galle du collet peut s’alimenter. Autrement dit, la bactérie oblige la plante à la nourrir. Les professeurs Jeff Schell et Marc Van Montagu comprirent immédiatement qu’ils venaient de découvrir une méthode qui leur permettrait de modifier des plantes génétiquement. En remplaçant la partie d’ADN bactérien normalement transféré vers la plante par une autre partie d’ADN, il leur était possible d’ajouter une propriété à cette plante. En laboratoire, on réunit un peu de tissu végétal et une version modifiée de la bactérie Agrobacterium. Cette version modifiée transfère uniquement vers la plante la partie d’ADN qui intéresse les chercheurs. En d’autres termes, la galle du collet ne peut alors plus se former. La bactérie Agrobacterium infecte les cellules végétales et construit son ADN dans celui de Locaux de culture du Laboratoire de génétique (vers 1990) de Jozef Schell et Marc Van Montagu (Collection des archives de l’Université de Gand) la plante. Et c’est ainsi qu’émerge un organisme génétiquement modifié (OGM). Organismes génétiquement modifiés (OGM) En 1982, Van Montagu et son collègue Jozef Schell lancèrent la société Plant Genetic Systems, une spin-off du laboratoire de génétique de l’Université de Gand. Ces deux chercheurs y découvrirent le mécanisme du transfert génétique. Ils purent ainsi élaborer une sorte de mécanisme génétique de défense pour la plante en alternative aux dangereux insecticides chimiques. Marc Van Montagu (à gauche) et Jeff Schell (à droite) (Source : Wikimedia commons) En effet, cet OGM résistant aux insectes produit son propre insecticide naturel. C’est le cas chez certaines plantes possédant un gène intégré de résistance. Ce gène provenant d’un organisme résistant à une infestation parasitaire produit une toxine pour l’organisme responsable de l’infectation, mais inoffensif pour les autres organismes, dont les êtres humains. Par exemple, des plants de coton résistant à la Helicoverpa zea. Cette noctuelle cause l’une des infectations les plus courantes et ravageuses du coton et peut entraîner des pertes majeures de cultures. Ce sont surtout les agriculteurs des pays en voie de développement qui en payent les frais. Ce parasite est sensible à un poison particulier, la toxine Bt provenant d’une bactérie du sol, qui le laisse en piteux état s’il s’en prend à un plant de coton transgénique. Les toxines Bt que ce plant produit grâce à son gène de résistance sont mortelles pour la noctuelle, mais n’empêche en rien la plante de continuer à croître. Grâce Coton Bt génétiquement modifié à cette technique, la production de coton en résistant aux insectes (Source : VIB) Inde a augmenté de 50 % en dix ans et l’on a aussi constaté une baisse de 30 % de l’emploi d’insecticides. Il y a non seulement le coton Bt, mais aussi le maïs Bt. En Europe, le maïs non modifié est à la merci de la larve du chilo partellus, un insecte phytophage discret. Jusqu’à présent, cet insecte n’a jamais été vu en Belgique et nous n’avons donc pas besoin d’avoir une variété spécifique de maïs modifié. Par contre, nos voisins d’Europe du Sud et de l’Est peuvent assurer une bonne récolte en troquant les variétés classiques de maïs par du maïs Bt. Comme le plant de maïs produit son propre pesticide, les agriculteurs n’ont alors pas à dépenser en insecticides : un avantage économique pour le cultivateur et un atout écologique pour le milieu Maïs résistant aux insectes (à droite) capable de se protéger contre le chilo partellus européen, contrairement au maïs conventionnel (à gauche) (Source : VIB) naturel. Outre la résistance aux insectes, on s’intéresse aussi aux végétaux résistant aux herbicides. Ces plantes peuvent survivre à un herbicide donné grâce à des techniques de biotechnologie. Les cultivateurs peuvent ainsi utiliser un herbicide pour désherber le champ sans pour autant causer des dégâts sur les plantations. Les végétaux résistant aux herbicides sont avantageux tant pour l’agriculteur que l’environnement. Alors qu’auparavant, les cultivateurs devaient asperger leurs champs plusieurs fois par an en doses restreintes (pour ne pas endommager gravement leurs plants), ils peuvent désormais le faire moins souvent chaque année avec une dose plus importante. En d’autres termes, la pulvérisation d’herbicide gagne en efficacité. Ainsi, en 2006, les cultivateurs qui utilisaient des plantes résistant aux herbicides employaient dans le monde 6 % de moins d’herbicides que les doses nécessaires à la culture conventionnelle. Néanmoins, ces plants résistant aux herbicides ne permettent pas à eux seuls d’obtenir une agriculture durable et écologique. Des groupes d’écologistes estiment qu’il n’est pas bon de concevoir des végétaux qui demeurent dépendants aux herbicides. Ils prônent une agriculture exempte de telles substances. Outre la résistance aux herbicides et aux insectes, il existe aussi d’autres types de plantes génétiquement modifiées : par exemple, qui résistent aux virus et moisissures (voir encart), sont plus nutritives (par ex. vitamines supplémentaires) et mûrissent moins vite pour Belgique : le pays par excellence de la pomme de terre Avec ses 81 500 hectares de pommes de terre, on peut vraiment dire que les Belges aiment ce féculent. La Belgique est un leader mondial du secteur de la transformation de la pomme de terre et le plus grand exportateur au monde de produits à base de pommes de terre (frites, purée, chips, croquettes, etc.). Un Belge mange en moyenne 80 kg de pommes de terre par an, mais leur culture est tout sauf écologique. Les fongicides, qui combattent et préviennent les moisissures, doivent être appliqués en grandes quantités pour protéger les pommes de terre de la maladie qui les ravage, le mildiou provoqué par Phytophthora infestans, un organisme qui entraîne des moisissures. En partenariat avec le VIB (Institut flamand de biotechnologie) et d’autres partenaires, l’Université de Gand a réalisé un test sur le terrain avec des pommes de terre qu’elle avait génétiquement modifiées. Les résultats positifs ne se firent pas attendre et en 2014, on décida d’aller plus loin. Actuellement, ces chercheurs travaillent dur à l’élaboration d’une nouvelle variété de pomme de terre résistante, qui éradiquera non seulement le Un plant de pomme de terre infecté par mildiou, mais fera aussi fortement diminuer la moisissure Phytophthora infestans le nombre de traitements anti-fongicides. (Source : Wikimedia commons) Lexique Toxine Bt : la toxine provenant de la bactérie du sol Bacillus thuringiensis, que l’on nomme en général Bt ou toxine Bt en référence à ses initiales. Elle est inoffensive pour les êtres humains et la plupart des insectes. En modifiant son patrimoine génétique, le gène de résistance responsable de l’empoisonnement dans les plantes est inséré, ce qui permet d’en faire des plantes que des insectes parasites ne peuvent plus manger. Gène : un gène est une unité de base de l’ADN qui contient des informations génétiques pour la création d’une protéine donnée ou pour des processus y conduisant. Génome : l’ensemble des informations héréditaires d’une cellule. OGM : un organisme génétiquement modifié ou transgénique est un organisme dont le matériel génétique a été modifié à l’aide de technologies génétiques. Herbicide : une substance ayant la propriété de pouvoir détruire ou tuer les mauvaises herbes. Galle du collet : une maladie de plantes causée par une infection de bactéries du sol. Gène de résistance : fragment d’ADN qui résiste à une maladie, à une sécheresse, aux insectes, etc. Spin-off : une start-up qui est née d’un institut de recherches (université) ayant acquis de nouvelles connaissances récemment et dont l’objet est de poursuivre ces travaux indépendamment. Tolérance : la capacité des organismes à se défendre (par ex. la tolérance aux températures élevées, etc.) Transgène : une plante transgénique est une plante ayant reçu de l’ADN d’un autre organisme avec lequel elle ne peut pas se croiser, par exemple un gène de maïs dans du riz ou un gène de bactérie dans du coton. être cultivées dans des pays au climat moins propice. Sources > Danniau, Fien. « Big Science » UGentMemorie. http://www.ugentmemorie.be/ artikel/big-science > Gunst, Petra. « Van Montagu, Marc (1933). » UGentMemorie. Dernière modification le 21/04/2015.www.ugentmemorie.be/personen/van-montagumarc-1933 > VIB Fact sheets (2014) « Een schimmel-resistente aardappel voor België » (une pommes de terre résistant aux moisissures pour la Belgique) www.vib.be > VIB Fact series (2013) « BT katoen in India » (Coton BT en Inde)www.vib.be > VIB Fact series (2016) « Effect van genetisch gewijzigde gewassen op het milieu » (Impact environnemental de cultures génétiquement modifiées) www.vib.be > VIB series : een kijk op biotechnologie (un regard sur la biotechnologie) (2010) « De veiligheid van genetisch gewijzigde gewassen » (La sécurité des cultures génétiquement modifiées) www.vib.be
