OGM, la Tech 5/7 – Les limites de la Tech

A l’université d’Oxford, des scientifiques tentant de supprimer une enzyme augmente par la même occasion la quantité d’amidon contenue dans la cellule. D’autres scientifiques, tentant d’augmenter la fermentation d’une levure, augmente de 40 à 200 fois la teneur d’une toxine.

La méthode biolistique utilisée, pour transférer une cassette génétique, donne un changement forcé dans l’ADN de la cellule. Comme nous l’avons vu au travers de l’exemple de « the human genome project », le modèle qui sert en génie génétique est obsolète. Nous allons dans cette partie, montrer quatre comportements cellulaires qui rendent compte non seulement de l’obsolescence du modèle utilisé, mais en plus, de la fiabilité obsolète de la méthode utilisée pour concevoir des OGM .

Cette partie n’est pas obligatoire à lire pour comprendre la trame principale du dossier découpée en 7 articles. Nonobstant, elle situe biologiquement les lacunes conceptuelles et permet de saisir l’étrangeté de commercialiser des semences qui ne proposent même pas de stabilité en laboratoire.

D’après le « tomorrow world magazine » de la BBC (P.58, seeds of deception) , le génie génétique relève du principe de « ça passe ou ça casse » :

  • Le gène « catapulté à vue » peut être inséré dans le mauvais sens. La précision aléatoire de la méthode fait que le gène catapulté est de toute manière inséré au hasard dans le génome [1]. Notamment au milieu d’autres gènes (pouvant ainsi détruire leur expression ou au contraire l’augmenter).
  • Le plus inquiétant est que l’ADN peut devenir instable. Des gènes peuvent ainsi se déplacer sans aucune raison apparente sur le génome. De nouvelles toxines peuvent être créées, ou le taux d’expression normalement constaté, être changé. Le plus intéressant est que ces problèmes peuvent se manifester, autant dans la première génération cellule, que jusqu’à une centaine de générations après [2].

Récemment une nouvelle technologie a permis à des scientifiques d’observer une disruption dans le fonctionnement intrinsèque de l’ADN quand des gènes étrangers sont introduits. Une perturbation atteignant 5 % du fonctionnement de l’ADN a été observé.

Ces premières informations surprenantes que nous découvrons, posent la question de la reproductibilité et donc de la stabilité de la technologie employée.

La cellule face à la cassette génétique

Cette partie est plus complexe. Un minimum de connaissance en biologie est requis pour ne pas se sentir rapidement perdu.
Nous allons, en effet, prendre quatre exemples concrets, quatre exemples qui montreront l’écart qui existe entre une vieille théorie et le fonctionnement cellulaire. Les éléments présentés sont techniques mais illustrent pourquoi cette technologie n’aurait jamais du quitter les laboratoires.
Nous commencerons par le splicéosome, l’organite d’épissage de l’ARN messager (L’ADN est copié en ARN prémessager qui subit l’épissage pour devenir l’ARN messager ou ARNm), puis nous parlerons d’un phénomène cellulaire soulevant typiquement une problématique d’épigénétique que nous appellerons « une protéine de plus », ensuite nous expliquerons le rôle des protéines chaperonnes, qui sont responsables de la forme spatiale donnée aux protéines. Nous terminerons par le promoteur 35S utilisé pour assurer l’expression du gène. Nous verrons notamment comment, dans un OGM, son fonctionnement oblige la cellule à produire encore et encore, en dehors de toute régulation.

Les splicéosomes

Pour faire une protéine à partir de l’ADN il faut passer par une copie intermédiaire du gène concerné. On appelle cette copie un ARN. De cet ARN les ribosomes (Les ribosomes sont des complexes ribonucléoprotéiques, Leur fonction est de synthétiser les protéines en décodant l’information contenue dans l’ARN messager) vont assembler les acides aminés qui forment la protéine. C’est juste avant ce processus qu’intervient le splicéosome (Son rôle est de s’associer à l‘ARN prémessager et, par deux réactions de trans-estérification, d’en assurer la maturation, avant son exportation dans le cytoplasme, pour être traduit en protéines. Les différentes particules du splicéosome sont aussi appelées snRNP pour small nuclear RiboNucleoProteins. (wikipedia)).

Cette particule épisse l’ARN messager. L’épissage est un processus par lequel les ARN, transcrits à partir de l’ADN, subissent des étapes de coupures et ligatures qui conduisent à l’élimination de certaines portions dans l’ARN final. On appelle cela le remaniement post-traductionnel.

Les segments conservés sont les exons et ceux qui sont éliminés sont les introns. L’ARNm mature, constitué des seuls exons, est alors exporté vers le cytoplasme pour être traduit par le ribosome en protéines. Cet étape de maturation de l’ARN peut donner lieu à des centaines voir des milliers d’ARN matures différents. Cette maturation va être influencer par le type de cellule ainsi que les stimulus auxquelles elle est confronté. Cela donnerait l’idée que l’ADN plus qu’un monarque absolu, par qui tout commence,serait plutôt une encyclopédie, une de base de travail devant ensuite être interprété.

La question qui nous intéresse est de savoir comment le splicéosome réagit lorsque confronter à un morceau d’ARN venant d’un gène d’une autre espèce. La réponse est qu’on ne peut actuellement pas encore le savoir. De cela découle d’autres questions. Comment est activé un transgène, comment son expression s’insert dans le fonctionnement cellulaire et dans quel proportion il le perturbe ?

Tous les gènes ne passe pas forcement entre les mains du splicéosome. Pour qu’il le soit, ils doivent être composé d’exons mais aussi d’introns (un intron est une portion de gène, le plus souvent non codante, qui ne se retrouve pas dans l’ARN cytoplasmique après épissage. Il s’oppose en cela aux exons).

Les gènes, fabriqués, multipliés à partir d’une bactérie ont très rarement cette portion d’intron. Donc il est estimé que lorsque ce gène est correctement inséré, il ne passe pas entre les mains du splicéosome. Si la fiabilité de l’expression du gène ne passe pas entre les mains du splicéosome pourquoi l’évoquer? Très simple, dans le cas du maïs [3], un maïs modifié pour sécréter son propre insecticide, l’expression du gène était jugée insuffisante. Pour pallier à cette lacune, les ingénieurs ont attaché au gène un morceau d’intron. On obtient grâce à cela une augmentation de production.
Le risque d’une recombinaison du gène par le splicéosome est donc volontairement ajouté. Et il induit un risque de variation dans l’expression du gène.

Pour pallier à cette lacune, les fabricants ont sommairement statué. Le gène se contentera de produire l’insecticide et rien d’autre (P 55, Seeds of deception). Si il suffit de le dire, tout va bien.

Une protéine de plus

En imaginant que l’ARN messager ne passe pas entre les mains du splicéosome et qu’il arrive intact au ribosome, un impair existe encore. D’après le professeur David Schubert du Salk Institute for Biological studies l’effet qu’une protéine a dans une plante ou un animal «peut être modifié par l’addition de molécules comme le phosphate, le sulfate, le sucre ou les lipides». Là où c’est perturbant, c’est que ces rajouts varient au travers de l’organisme.« , chaque cellule en exprime un répertoire unique» et peut donc modifier les protéines de différentes façons (deux protéines, tirées du même gène, trouvées dans le foie ou le cerveau peuvent intégrer une molécule complètement différente et ainsi avoir un effet différent).
Dans le cas du maïs Bt, sachant que chaque cellule de la plante synthétise l’insecticide, est ce que toute les cellules de l’organisme vont produire un insecticide identique ? Peut-on assurer la stabilité de l’expression du gène étrangé par rapport aux protéines de plus que peut rajouter la cellule? Ne risque t’on pas d’obtenir à la place d’un insecticide, une protéine encore plus toxique pour l’homme ?
La réponse scientifique pour une technologie utilisée sur des millions d’hectares est qu’il n’y a pas de réponse…

Protéines Chaperons

Une protéine durant son assemblage prend naturellement une forme spatiale en fonction des acides aminés qui la constitue. Cette forme est influencée par le cytosol (Le cytosol représente la phase liquide où baignent les organites cytoplasmiques dans la cellule. Dit plus clairement, Le cytosol est ce qui baigne dans le jus de la cellule). Le cytosol varie par son contenu d’une cellule à l’autre. Il peut être à base d’eau ou de lipides, sa concentration en sel et sa température peuvent varier. Une protéine chaperon est une protéine dont la fonction est d’assister l’assemblage des protéines produites par le ribosome. Elle permet un repliement tridimensionnel adéquat (Beaucoup de protéines chaperons sont des protéines de choc thermique (Heat shock proteins: Hsp), c’est-à-dire des protéines exprimées en réponse à des variations de température, ou d’autres types de stress cellulaire. La structure des protéines est en effet sensible à la chaleur, elles se dénaturent et perdent leurs fonctions biologiques. Le rôle des protéines chaperons est de prévenir les dommages potentiellement causés par une perte de fonction protéique due à un mauvais repliement tridimensionnel. D’autres protéines chaperons sont impliquées dans le repliement de protéines synthétisées alors qu’elles sont extraites du ribosome. Bien que la plupart d’entre elles aient la capacité de se replier correctement sans intervention de protéines chaperons, certaines en sont incapables. Les protéines chaperons ont été co-découvertes par Art Horwich, actuellement professeur à l’université de Yales (États-Unis) et à l’institut médical Howard Hugues, et Ulrich Hartl. (wikipédia)).
D’après les dogmes du modèle de Francis Circk, et qui servent de théories pour le génie génétique, les acides aminés sont censés s’assembler directement dans la bonne forme.
Quand les protéines chaperons ont été découvertes au début des années quatre-vingt, on a constaté que certaines protéines ne prennent pas d’entrée de jeu la forme adéquate. Une protéine pliée incorrectement peut donc voir ses propriétés transformées et devenir inactive voire nocive (Le prion responsable de la tremblante du mouton ou de la vache folle, est une protéine qui agit dans le cerveau. Elle se répand, entre autres, en changeant la forme de protéines, déjà existantes du cerveau, pour qu’elles correspondent à celle du prion).
A nouveau, nous nous resituons donc dans la même problématique qu’avec le splicéosome et « la protéine de plus ».
-> Des phénomènes importants, concernant la fiabilité de l’expression d’ADN étranger, se produisent dans la cellule et sont ignorés.

En 1985, des cochons furent créés, ayant en eux le gène responsable de l’hormone de croissance des hommes. Le but était d’avoir des cochons à croissance rapide.
Ce que les ingénieurs généticiens obtinrent furent des aberrations. Des cochons aux poils hérissés avec des museaux blancs, certains sans anus d’autres trop léthargiques pour rester sur leurs pattes. Sans parler des problèmes moins flagrants comme des troubles de la vision, des problèmes rénaux…

Feu vert perpétuel pour le gène modifié: Le promoteur 35S.

Si nous revenons à la nature des gènes eux-mêmes. Nous constatons que leur utilisation est extrêmement régulée. De part le fait que toutes les cellules aient le même ADN mais ne soient pas identiques il est convenu qu’il faut nécessairement tenir compte d’événements épigénétiques. Une cellule du cerveau ne va pas fonctionner sur les mêmes gènes qu’une cellule du foie. Et si certains gènes utilisés sont communs, leurs expressions diffèrent, les quantités de protéines générées changeant d’un milieu cellulaire à un autre. Sans compter, bien sur, le contexte et les stimulations extérieures comme le soleil qui est un facteur d’influence de l’expression des gènes.

Plusieurs barrières se situent sur le chemin du généticien intéressé dans l’insertion d’une cassette génétique. La première est la barrière physique de la cellule, la membrane cellulaire, qu’il faut franchir ( à l’aide du canon à gènes). Puis obtenir une insertion réussite de cette cassette dans l’ADN (enzyme de restriction) et enfin permettre (obliger) son expression.

Nous avons vu que les généticiens aiment bien avoir du rendement, aussi vont ils allier leur gène avec un promoteur. Le promoteur de prédilection vient du virus mosaïque du choux fleur, on l’appelle le promoteur 35S. Associé à n’importe quel gène il va assurer son expression continue.

C’est à dire que ce gène va s’exprimer hors de toute régulation toujours au maximum, dans toutes les cellules de l’organisme, et ce chaque jour. Il diffère en cela de tous les autres gènes du génome.

-> Un gène ne s’exprime pas dans toutes les cellules sans distinction, il est régulé. Il en résulte un accaparement permanent d’une partie des ressources et donc de l’énergie cellulaire.

Les conséquences de cet accaparement ne sont pas claires. Pourtant, il est inféré que cette production prioritaire serait une des raisons de l’instabilité des OGM, et notamment du contenu cellulaire. L’équipe du Docteur Pusztai suspecte en tout cas que ce promoteur, non régulé et agressif serait la cause du déficit immunitaire et des lésions constatés sur les organes internes, lors d’une expérience effectuée sur des rats nourris aux OGM (Seeds of Deception. Jeffrey M. Smith. P.63. Voir P. 5 pour l’histoire complète).

Dr.Mae-Wan Ho1 :
…Les lignées transgéniques étant instables, elles sont donc illégales et non recevables…

Mae-Wan Ho (12 novembre 1941) est une généticienne connue pour son point de vue critique sur l’ingénierie génétique. Madame HO est l’auteur et le co-auteur de multiples publications dont 10 livres comme « the Rainbow and the worm », « Genetics Engineering: Dream or Nightmare? ».

[1] C’est l’ensemble des gènes contenu dans l’ADN. Tous ne sont pas actifs. On dénombre actuellement 19.000 pseudogènes ou gènes « fossiles » pour 21.000 gènes actifs.

[2] l’instabilité de l’ADN est une composante reconnu de l’ADN modifié. Une étude comprenant plus de 30 sociétés développant des cultures OGM a confirmé ce fait.

[3] les maïs Bt sont des variétés de maïs qui ont été modifiées génétiquement par l’ajout du gène leur conférant une résistance aux principaux insectes nuisibles du maïs, entre autres une pyrale : la pyrale du maïs ostrinia nubilalis. Le terme Bt fait référence au bacillus thuringiensis dont on a extrait le gène codant la toxine Cry 1 Ab. En 2003, la surface de maïs transgénique Bt,ou Bt + tolérance à un herbicide, occupe 12,3 millions d’hectares, correspondant à 18 % de la surface d’OGM totale cultivés dans le monde (source ISAAA, données 2003)

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