OGM, La Tech 4/7 – La fabrication

Ils existent actuellement en culture dans le monde, diverses cultures d’OGM transgéniques. Les cultures principales sont le maïs, le soja, le colza et le coton. En moindre proportion, la papaye d’Hawaï, la courge jaune et certains tabacs.
D’autres tentatives moins pérennes comme la tomate (Tomate flavrsavr, commercialisée brièvement pour la consommation humaine) ont vu le jour, mais elles furent rapidement retirées des étales. Non seulement, celles ci avaient un goût médiocre mais de plus, leur conservation, normalement amélioré, était inférieure à celle de leurs collègues non OGM.

En 2010 et après 13 ans de procédures BASF obtenait les droits de commercialisation pour dix ans de sa pomme de terre Amflora. Cette pomme de terre a été modifiée pour ne produire qu’un type d’amidon et ainsi faciliter son extraction pour la fabrication de papier. Une copie inversée du gène producteur de cet amidon a été introduite dans le génome d’Amflora par l’intermédiaire d’une bactérie (agrobacterium tumefacien) dans le but d’inhiber la production de GBSS, le mauvais amidon. Un premier problème, que nous étudierons après, vient du marqueur utilisé qui procure une résistance à un antibiotique.
-> En janvier 2012, BASF annonçait l’abandon de cette culture, celle-ci n’étant cultivé que dans trois pays pour une surface totale de 300 Hectares. Une vraie victoire pour les partisans anti-OGM.

L’universalité du vivant

La possibilité de créer des organismes transgéniques est basée sur l’universalité des gènes du monde du vivant. Oui, Le langage génétique est universel. C’est ce qui permet de prendre le gène d’un organisme et de l’insérer dans un autre, et ce, qu’il soit de la même espèce ou non. Cet organisme prendrait alors à son compte de produire la ou les protéines correspondantes. L’ADN serait en cela le grand monarque de l’hérédité.

Cette théorie d’universalité fait partie des dogmes fondamentaux du génie génétique, telle qu’il est pratiqué actuellement pour concevoir les OGM. Ces dogmes sont ceux énoncés par Edward Tatum. Ils sont basés sur le modèle de Francis Crick de 1958. Voici ces 3 dogmes :

  1. Tous les processus biochimiques dans tous les organismes sont sous contrôle génétique donc sous le contrôle de l’ADN.
  2. Les processus biochimiques sont réductibles à des enchaînements de réactions individuelles.
  3. chaque réaction isolée est contrôlée par un simple gène…. L’hypothèse sous-jacente qui a été prouvé expérimentalement (Cette idée ne reflète pas le point de vue de l’auteur et est partie intégrante de ce dogme d’époque) dans un grand nombre de cas est que chaque gène contrôle la production, la fonction et la spécificité d’une enzyme particulière.

-> Dans la mise en pratique, ces « dogmes » se heurtent à un fonctionnement cellulaire beaucoup plus complexe. La recherche et l’innovation en biologie moléculaire moderne explique pourquoi.
Les interactions entre l’ADN et la cellule, entre les organites cellulaires et l’ARN messager, n’engendrent pas une seule enzyme mais une multiplicité. Celles-ci rendent hasardeux non seulement une injection fiable du gène dans la cellule mais compromettent aussi la stabilité de l’expression de ce même gène.

Le « Human Genome Project » est un projet de recherche de 3 milliards de dollars entrepris en 1990 pour séquencer le génome humain. Avant lui, on estimait qu’un gène codait pour une protéine. Il y a 100.000 protéines différentes dans le corps humain donc le projet devait permettre de trouver les 100.000 gènes de l’homme.
Quel ne fut pas la déconvenue quand le nombre de gènes, le 26 juin 2000, fut annoncé comme étant d’environ 30.000.
Le monde scientifique était troublé. Non seulement ce nombre ne correspondait pas au nombre de protéines mais il ne permettait pas de rendre compte de la variété des traits du corps humains. De plus, la découverte de brins d’herbe ayant jusqu’à 26.000 gènes agaçait.
Une seule conclusion s’imposait, un gène ne code pas forcement pour une seule protéine (Des recherches ont montrées que les gènes qui codent pour une seule protéine, se comptent sur le doigt de la main).
-> L’erreur est de taille et met en pièce la théorie existante. Pour se rendre compte à quel point la théorie est dans l’erreur nous citons l’exemple de la mouche du vinaigre. Elle possède un gène qui a été estimé permettre l’expression de 38016 protéines différentes.

Le modèle utilisé par le génie génétique est maintenant obsolète. Non seulement plusieurs protéines peuvent être générées par un seul gène, mais de plus ce gène peut voir son expression changée en fonction de la cellule de l’organisme dans laquelle il est.

Les informations épigénétiques [1] des gènes n’étant pas encore comprises, elles dessinent les limites d’une science, qui se voudrait précise, spécifique et reproductible.

Après l’évocation des erreurs théoriques du modèle, nous passons à présent à la pratique. A savoir la méthode utilisée pour la conception de semences transgéniques.

Les techniques d’insertion du gène

Pour réaliser une transgène, c’est-à-dire introduire une séquence d’ADN, ou gène dans un organisme cible, il faut d’abord avoir identifié et cloné une séquence d’ADN digne d’intérêt.

Ce gène n’est jamais seul, il fait parti d’une cassette génétique.
Dans le cas du soja Round-Up Ready® de Monsanto la cassette contient :

  • le gène d’intérêt « CEPSPS »,
  • le promoteur du virus mosaïque du choux fleur (le fameux 35S dont nous reparlerons plus tard)
  • et deux autres bouts d’ADN venant ,entre autre, du pétunia, censés contrôler la production de la protéine.

Lorsque la cassette est finalisée, il est enfin temps de passer au transfert. Pour cela, il existe deux possibilités:

  • Soit indirect, on parle de transfert biologique. Cette technique utilise préférentiellement une bactérie : l’agrobactérium tuméfacien
  • soit direct. Le but est alors de faire traverser de force, les parois de la cellule, au transgène. Il y a les méthodes chimiques (on fragilise les parois pour faciliter leur pénétration) et les méthodes dites de biolistique.

La biolistique

La méthode la plus largement utilisée pour la conception d’organisme transgénique est la méthode biolistique. Elle se base sur l’utilisation du canon à gènes.

Le canon à gènes est comme son nom l’indique, un outil qui tente de propulser la cassette génétique directement dans le noyau. On « recouvre » une petite bille d’un micron de diamètre, de tungstène ou d’or, avec un gène. Après on tire cette bille sur la cellule au moyen d’un canon à air comprimé. Le plus important est de ne pas tuer la cellule durant la procédure.

Pour compenser la rudesse certaine de la technique et les pertes qui en découlent, les « mises à feu » sont faites en nombre.
Pour chaque séance de tir il y a des milliers de cellules et des milliers de billes. La raison en est simple, l’insertion du gène dans la cellule et dans l’ADN ne va pas de soi. La méthode biolistique étant d’une précision toute relative, elle peut causer de gros dégâts (Il faut imaginer essayer de donner à manger une pomme à un manchot avec un Arc à 200 m de distance. Il faut atteindre la bouche mais ne pas faire trop de dégâts, pour que celui-ci puisse se nourrir et survivre) , et/ou manquer l’ADN.
De fait, placer le gène en bon état, au bon endroit, en un seul exemplaire et sans abîmer la cellule, rend le pourcentage de réussite de l’opération dérisoire. Le problème était que l’insertion du gène se faisait au hasard sur la molécule d’ADN. De plus, parfois, un « paquet » éclatait avant d’atterrir dans une cellule.
-> L’équipe a dû faire tirer le canon des dizaines de milliers de fois avant d’obtenir quelques petites douzaines de plantes qui avaient l’air prometteuses. Après trois ans d’essais en champs sur ces spécimens, une seule lignée de soja manipulée semblait supérieure » Propos recueilli en 2001 de Stephen Padgette (Monsanto) par Stéphanie Simon du Los Angeles Times concernant la création du Soja Round Up ready).

Cette première étape franchie, il faut maintenant différencier les cellules qui ont intégré la cassette dans leur ADN des autres. Pour cela on a ajouté à chaque cassette un marqueur.

Ce marqueur dit ARM ou « antibiotic resistant marker » est un gène immunisant la cellule contre un antibiotique. L’astuce consiste à arroser l’ensemble des cellules avec l’antibiotique, les cellules survivantes sont celles qui ont intégré de façon fonctionnelle la cassette génétique dans leur ADN.

Ces cellules survivantes serviront de base à la création de ces fameux organismes transgéniques. Là encore, l’argent qu’il faut investir, faute d’une méthode performante, pour avoir une seule cellule valide est énorme. Et pour cause; on estime, après avoir arrosé le groupe de cellules d’antibiotique, que lorsque cinq cellules sur mille survivent le rendement est bon [2].

Il y a deux points que nous devons garder en tête.

Le premier est qu’à partir de ce moment, le gène de résistance à l’antibiotique et ses propriétés sont intégrées définitivement à la cellule.
-> Il s’agit des antibiotiques Kanamycine & l’Ampicilline. Ils ont été choisis car ils ne sont pas utilisés en médecine humaine. Avec le transfert horizontal de gènes, il y a crainte que d’autre bactéries puissent obtenir ce gène et devenir ainsi plus résistant aux antibiotiques en général. Il est à noter que l’utilisation des marqueurs de résistance aux antibiotiques a été interdit par une loi européenne en 2004 pour les nouveaux organismes transgéniques).

Le deuxième est que des techniques d’insertion si grossières doivent susciter la méfiance. Une méfiance concernant la fiabilité et la stabilité des critères génétiques et leurs conséquences sur les organismes ainsi créés.

[1 L’épigénétique est le domaine qui étudie comment l’environnement et l’histoire individuelle influent sur l’expression des gènes. L’existence de phénomènes épigénétiques se retrouve dans l’interrogation de Thomas Morgan « Si les caractères de l’individu sont déterminés par les gènes, pourquoi toutes les cellules d’un organisme ne sont-elles pas identiques ? » (Wikipédia)

[2] http://www.gmo-compass.org/eng/safety/human_health/45.antibiotic_resistance_genes_transgenic_plants.html (le site n’existe plus mais c’était la source d’origine)

Laisser un commentaire