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 Les OGM

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elbaz
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Domaine d'étude : Master génie des procédés pharmaceutiques
Date d'inscription : 11/03/2009

MessageSujet: Les OGM   Ven 18 Sep 2009, 19:46

Introduction


Un Organisme Génétiquement Modifié (OGM) est un organisme (une plante, un animal, une bactérie, un virus) dans lequel on a introduit artificiellement un ou plusieurs gènes, soit inconnus de l'espèce à laquelle appartient cet organisme, soit appartenant à l'espèce mais ayant subi plusieurs manipulations génétiques. L'introduction de ces gènes conduit à la production de protéines qui confèrent de nouveaux caractères à l'organisme génétiquement modifié.

L’intérêt des OGM réside dans les propriétés que nous pouvons leur apporter et qui visent à améliorer par exemple la culture d’une plante, ou ses qualités nutritives. Les gènes les plus souvent retrouvés chez les OGM sont généralement de résistance à un antibiotique, à un désherbant ou à une toxine.

L’histoire des OGM a commencé il y a moins de trente ans avec la première bactérie transformée en 1973. Le premier végétal génétiquement modifié, ou transgénique, est apparu en 1983. Ils représentent aujourd’hui un véritable débat de société. En effet, si les avantages des OGM sont nettement mesurables, les risques liés à leur consommation sont encore peu connus par la population. Or, une très forte croissance de ces derniers est prévue d’ici à 2006. Et ce sont de plus en plus les caractéristiques nutritives des plantes qui seront modifiées (par exemple l’augmentation de vitamine A dans le riz). Il est donc important de s’interroger sur notre consommation d’OGM et de mettre en place des dispositifs de sécurité, de détection, tant que nous ne connaîtrons pas leurs véritables conséquences sur l’Homme et son environnement.



Ainsi après avoir décrit les techniques d’obtention d’organismes génétiquement modifiés, puis les moyens de détection utilisés pour des produits de consommation courante, nous analyserons les avantages et les risques liés à la fabrication et à la consommation d’OGM.


I - La fabrication d’un OGM

Dans cette première partie, nous allons voir différents procédés qui permettent aujourd’hui aux scientifiques d’obtenir des organismes génétiquement modifiés. Cependant, la compréhension de ces techniques nécessite quelques notions de biologie.


A - Notions importantes en biologie :


1- La cellule :

La cellule étant la plus petite unité du vivant. Tout organisme se compose d’une ou plusieurs cellules, ce nombre pouvant atteindre plusieurs milliards. Cependant, selon les organismes, les cellules peuvent présenter certaines différences dans leur structure. En effet, la cellule végétale se distingue de la cellule animale notamment grâce à sa paroi cellulaire, mais les éléments principaux, tels que le noyau et la membrane plasmique, se retrouvent dans les deux types de cellules, comme le montrent les schémas suivants.


La cellule végétale :




La cellule animale :




2 – Le protoplaste :

La paroi cellulaire donne sa forme et sa rigidité à la cellule végétale. Si on ôte cette membrane de la cellule, il ne lui reste alors que la membrane plasmique, qui renferme le cytoplasme, la vacuole et le noyau. Cette cellule est maintenant un protoplaste. Celui-ci prend une forme sphérique, il pourra retrouver sa forme d’origine en reformant une nouvelle paroi.


Schéma du passage d'un protoplaste (à gauche) à une cellule (à droite)



3 – L’Acide désoxyribonucléique :

L’Acide désoxyribonucléique, plus communément appelé ADN, est une macromolécule présente dans les cellules de tous les êtres vivants. Quand les cellules se divisent, cet ADN se reproduit à l'identique : toutes les cellules d'un individu contiennent le même ADN et celui-ci est spécifique à l’individu concerné, ce qui explique l’unicité des êtres vivants.

Chez les animaux et les végétaux, l'ADN se trouve dans le noyau des cellules. C'est lui qui contient toute l'information nécessaire au bon fonctionnement de la cellule. L'ADN est formé de deux brins enroulés en hélice. Chaque brin est constitué d’un enchaînement de nucléotides qui diffèrent par une de leurs molécules, que l’on appelle « bases ». Il existe quatre bases différentes : adénine (A), thymine (T), guanine (G) et cytosine (C). Elles maintiennent ensemble les deux brins de l’ADN (A d’un brin "s’associe" toujours avec T sur l’autre brin, et C toujours avec G).



La localisation de l’ADN



4 – Le gène :

Un gène est un « morceau » de l’ ADN contenu dans le noyau de nos cellules et qui porte le plan de fabrication d’une protéine. Les gènes sont porteurs des informations relatives aux caractéristiques d’un individu (la couleur des yeux par exemple). L'homme possède environ 30000 gènes. Certaines espèces animales et végétales ont plus de gènes que l'homme.

Maintenant que nous avons défini les éléments qui sont manipulés lors de la fabrication d’un OGM, nous allons pouvoir étudier les différentes méthodes inventées par l’Homme pour obtenir un organisme qui possède un ou plusieurs nouveaux gènes, conférant à celui-ci des caractéristiques supplémentaires. Ces méthodes sont classées selon deux types : les techniques de transfert direct et celles de transfert indirect.


B - Techniques de transfert direct :

La transformation directe consiste en l'introduction dans l’ADN d'un gène véhiculé le plus souvent par un plasmide* classique, par le biais de techniques physico-chimiques.

Il existe plusieurs techniques de transfert direct que nous allons expliciter : l’électroporation, la micro-injection et la biolistique.

1 – L’électroporation :

L'électroporation est une des techniques les plus simples à mettre en œuvre. Elle consiste à soumettre un mélange de protoplastes et d'ADN à des chocs électriques.

Le champ électrique provoque la déstabilisation de la membrane plasmique du protoplaste et conduit à l'ouverture des pores membranaires, facilitant ainsi le passage de l'ADN dans le noyau. Or, les protoplastes baignent dans une solution de plasmides. Ces derniers passent donc très facilement dans la cellule qui se trouve à son tour génétiquement modifiée.

Cette manipulation est possible car le phénomène d’ouverture des pores est réversible. En effet, si le choc électrique n'a pas été trop violent, la membrane peut alors reprendre son état initial.

C’est grâce à cette technique que le riz, le maïs ou l’orge ont été transformés pour la première fois.

On peut schématiser cette technique ainsi :




2 – La micro-injection :

La micro-injection se réalise sur des protoplastes, dont nous avons vu précédemment la formation. L'opération consiste à introduire directement le gène étranger dans la cellule à modifier, à l'aide d’un micromanipulateur monté avec un microscope.

On maintient le protoplaste à transformer avec une micro-aiguille et on introduit le gène accompagné de son complexe promoteur-terminateur (voir ci-dessous) dans le noyau, à l’aide d’une micro-pipette. La cellule est alors génétiquement modifiée. Après l’injection, le protoplaste est libéré et mis en culture sur un milieu approprié.

Un promoteur est une séquence d’ADN placée en amont du gène et qui est nécessaire à sa transcription, c'est-à-dire à la formation d'un messager : l'ARN (Acide RiboNucléique), ce dernier étant une copie d'un brin de l'ADN qui est capable de sortir du noyau. Un terminateur est une séquence d’ADN présente en aval du gène et au niveau de laquelle l'élongation de l'ARN prend fin (fin de la transcription).
Cependant cette méthode ne s'applique que dans des cas particuliers car elle est complexe et lourde à utiliser : pour réussir l'opération, il faut injecter mille copies du gène dans l'espoir qu'une cellule puisse accepter cet ADN étranger.




3 – La biolistique :

La biolistique, ou balistique biologique, est la méthode la plus courante. Elle consiste à propulser le transgène* dans les cellules végétales.

On utilise des microbilles de métal enrobées d’ADN (billes d’or ou de tungstène de un micron). Elles sont projetées à grande vitesse sur les cellules à transformer afin de traverser leur paroi. Ces billes seront progressivement freinées en traversant les différentes couches cellulaires. Quelques-unes des cellules atteintes vont alors insérer spontanément les transgènes dans leur génome. Mais le noyau de la cellule intègre l'ADN de façon aléatoire. Il faudra environ quinze jours pour s'assurer que les nouveaux gènes introduit se sont bien intégrés au génome.

Cette méthode est très prometteuse, car elle permet de façon simple et rapide d'injecter de l'ADN dans une grande quantité de cellules sans passer par une phase protoplasmique, encore très mal maîtrisée chez certaines espèces. De plus, cette injection peut être réalisée sur un tissu non désolidarisé de l'organe d'origine.



Il existe également d’autres procédés pour fabriquer un OGM : les techniques de transfert indirect. Celles-ci utilisent l’intermédiaire de bactéries qui véhiculent le transgène jusqu’à la cellule souhaitée. Nous allons voir comment ces méthodes sont mises en action concrètement.


C - Techniques de transfert indirect :

Le développement de la transgénèse végétale a connu son essor grâce à la découverte de bactéries telluriques* phytopathogènes : Agrobacterium tumefaciens et Agrobacterium rhizogenes.

1 – La transfection biologique :

La méthode de la transfection biologique utilise les propriétés de ces bactéries. C’est une méthode plus « naturelle » que celles que nous avons vues précédemment.

Première étape :

Tout d’abord, on introduit le gène d’intérêt dans un plasmide. Pour cela, on utilise différentes enzymes, notamment une enzyme de restriction et la ligase.


Schéma d'un plasmide dans une bactérie


On obtient donc un plasmide génétiquement modifié comprenant le gène d’intérêt.

Deuxième étape :

Dans un second temps, ce plasmide est transféré dans une bactérie, généralement de l’espèce Escherichia coli (E. coli). On cultive les colonies de E. coli transformées pour préparer le plasmide vecteur.

Troisième étape :

L’étape suivante a pour but de sélectionner les bactéries E. coli qui ont été transformées. Les bactéries ayant intégré le plasmide possèdent maintenant le gène d’intérêt, mais également un gène de résistance à un antibiotique particulier. Les bactéries sont donc placées dans un milieu de culture qui contient cet antibiotique. Les bactéries transformées génétiquement seront les seules à se développer dans ce milieu, c’est ainsi qu’elles sont sélectionnées.

Quatrième étape :

On intègre alors le plasmide transformé dans une plante à l’aide d’une autre bactérie : Agrobacterium tumefaciens (A. tumefaciens), qui possède la capacité à introduire des fragments précis de son ADN dans le génome des plantes. Le plasmide est transféré de E. coli à A. tumefaciens par choc thermique ou par conjugaison (voir schéma ci-dessous).


Schéma de la conjugaison


Cinquième étape :

Enfin, on place dans un milieu de culture commun des bactéries A. tumefaciens et un fragment de tissu végétal (un morceau de feuille ou de tige par exemple). Grâce aux propriétés de la bactérie, la partie du plasmide qui contient le gène d’intérêt est transférée dans le noyau de la cellule végétale qui l’intègre alors dans son génome.

La dernière étape est alors la régénération de plantes entières à partir de ces cellules.



Malheureusement, cette méthode plus « naturelle » ne fonctionne que chez certaines espèces (tabac, colza, tomate, pomme de terre melon et tournesol).


Schéma récapitulatif des différentes étapes de la transfection biologique



2 – La lipotransfection :

La technique de la lipotransfection est également une méthode dite directe. Le but de cette méthode est d’ « emprisonner » le gène d’intérêt dans un liposome, c’est-à-dire une structure sphérique constituée de lipides. Ceux-ci ont la capacité de fusionner avec la membrane de protoplastes, ils libèrent ainsi leur contenu (ici le gène d’intérêt) dans le cytoplasme du protoplaste. Cependant, seulement une minorité de ces gènes pourront parvenir jusqu’au noyau et s’intégrer par la suite au génome de la cellule, c’est pourquoi cette méthode est peu utilisée.

Conclusion :

Il existe donc diverses méthodes de fabrication d’un OGM, basées sur des principes différents. Ces techniques fonctionnent toutes sur des cellules végétales. Cependant les cellules animales sont spécifiques, elles ont un rôle déterminé au sein de l’organisme, ainsi, pour créer un OGM animal, il faut agir sur la cellule à la base de toutes les autres : la cellule-œuf (qui donnera alors naissance à un nouvel organisme génétiquement modifié). On utilise donc plus particulièrement la technique de la micro-injection en ce qui concerne la transgenèse animale.



Une fois l’organisme modifié, il est nécessaire de pouvoir vérifier que l’opération de transgenèse a correctement fonctionné, c’est pourquoi les chercheurs ont mis en place des méthodes de détection des OGM. De plus, cette détection est nécessaire pour informer les consommateurs sur la véritable nature de leurs aliments : génétiquement modifiés ou non.



II - Comment détecter les OGM ?


La détection des OGM dans les aliments humains est une obligation réglementaire (directive européenne) depuis septembre 1998. La réglementation retient les protéines et ADN issus des OGM comme critère de détection. Il n'existe pas actuellement de méthode normalisée de détection des OGM. Les méthodes de détection utilisent le plus souvent la réaction de polymérisation en chaîne (PCR), qui permet de détecter n'importe quel fragment d'ADN dont on connaît la séquence.

A - La réaction de polymérisation en chaîne :

1 – Principe :

La réaction de polymérisation en chaîne, ou PCR, est une méthode pour copier des milliers de fois des brins d'ADN en l'espace de quelques minutes, en utilisant les capacités naturelles d'une enzyme appelée la polymérase. La réaction de polymérisation en chaîne facilite le travail des scientifiques qui étudient un certain morceau d'ADN, qui aurait pu avoir été prélevé à partir d'un échantillon minuscule de liquide organique en grossissant sa présence. De cette manière, à partir d'un tout petit nombre de molécules, il est possible de produire un grand nombre de copies du gène cible.

Imaginée par M. Mullis en 1985 (Prix Nobel en 1993), la technique connu un essor considérable à partir de la commercialisation, vers 1988, d'une ADN polymérase résistante aux températures élevées : la Taq polymérase, qui permit une automatisation de la technique.

Puisque les séquences d'ADN sont spécifiques à une espèce ainsi qu'aux individus dans cette espèce, la réaction de polymérisation en chaîne peut être utilisée pour identifier l'espèce et l'individu exact à partir d'une d'un seul morceau d'ADN.

Avant de débuter la PCR, une région cible de l'ADN est choisie. La séquence de nucléotides de cette région ne doit pas nécessairement être connue, à l'exception de deux courtes séquences situées à chaque extrémité. Des copies complémentaires des séquences sont créées en utilisant des enzymes spéciales : les « amorces ». Elles identifient le début et la fin du processus de copie. Par exemple, si l’on veut copier un brin d'ADN qui est long de 20 nucléotides mais que l’on ne désire que la séquence entre les numéros 3 et 7 ; les séquences des nucléotides jusqu'au 3 et après le 7 sont identifiées et ensuite deux segments complémentaires de ces séquences, les amorces, sont formés avant que la réaction de polymérisation en chaîne ne commence.

2 - Les trois étapes de la PCR :

Pour accomplir cette réaction, quatre choses sont donc nécessaires : le fragment d'ADN à copier, deux fragments amorces (fragments d’ADN spécifiques du gène recherché), l'enzyme de la polymérase et une machine spéciale qui contrôle parfaitement la température.

La dénaturation :

Tout d'abord l'ADN choisi, initialement sous forme de double hélice, est séparé en un seul brin d'ADN. Cette étape est nécessaire parce qu'un morceau d'ADN ne peut pas être copié lorsqu'il est sous forme de double hélice. Le procédé de séparation s'appelle la «dénaturation». Celle-ci se produit lorsque l'ADN est chauffé à 90-96°C.


Schéma d’un morceau d’ADN


Les amorces :

La prochaine étape est d'ajouter des amorces et de baisser la température pour faciliter leur collage. Puisque les amorces sont complémentaires aux zones du début et de la fin de la partie choisie de la séquence d'ADN, elles se colleront sur ces dernières et agiront comme des éléments constitutifs de l’ADN pour que le processus de copiage commence et s'arrête.

L’élongation :

Ensuite, la polymérase (enzyme de copiage) est ajoutée et la température est légèrement augmentée pour qu'elle soit idéale au bon fonctionnement de l’enzyme. Elle identifie alors les amorces et commence à copier.

Le cycle entier est répété à plusieurs reprises jusqu'à l’obtention de millions de brins d'ADN. La copie d’un cycle prend environ une à trois minutes. Étant donné qu'à chaque cycle, le nombre de molécules est doublé, le nombre de molécules d'ADN après n cycles est de 2n. L'ordre de grandeur à retenir est celui du million de copies en quelques heures.


Les trois étapes de la PCR


Le cycle de la polymérisation en chaîne


3 - Les deux types d’analyse que permet la PCR :

La PCR est une technique permettant de détecter la présence d’OGM mais aussi l’identification d’un gène transgénique.

La détection :

Pour déceler la présence d’ADN génétiquement modifié, on a recours à des amorces non spécifiques mais présentes dans la plupart des constructions génétiques. En effet, certains OGM sont construits selon les mêmes modèles. Cela signifie que l’on retrouve des régions communes à plusieurs OGM (promoteurs, gènes de résistance, gènes de visualisation, etc.). Il s’agit simplement de détecter l’un de ces motifs pour pouvoir affirmer la présence d’OGM. Cependant on ne sait pas quel type d’OGM est alors impliqué.


Par contre, s’il n’y a pas de détection, il est impossible de conclure à l’absence de ce type d’ADN. En effet, l’OGM peut avoir été construit avec un autre promoteur et un autre terminateur que ceux que l’on a cherché à détecter. De plus certains végétaux, appelés « faux positifs », ont la particularité d’être toujours reconnus positifs par le test.

L’identification :

La deuxième stratégie permettant d’identifier un ADN d’origine OGM nécessite cette fois-ci des amorces spécifiques à chacune des constitutions génétiques possibles et connues. L’inconvénient de cette technique est qu’elle implique de savoir exactement ce que l’on recherche, il faut alors utiliser des banques de gènes et des logiciels spécifiques pour déterminer les amorces à utiliser.


4 - Conclusion :

Le principal défaut de ces deux techniques est également leur avantage. Elles sont capables de détecter des OGM pour des niveaux de un millième à dix millionièmes. Or ce seuil de sensibilité très faible rend difficile la quantification précise du taux en OGM d'un aliment. Si un test quantitatif est nécessaire, la technique de PCR peut également être utilisée, mais dans des conditions particulières qui demandent une mise au point spécifique. La PCR est donc une technique essentiellement qualitative. D’autre part, l’introduction des amorces implique que l’on ne peut détecter que des gènes que l’on connaît déjà.

Nous n’allons pas traiter le cas de la méthode PCR quantitative car il existe une autre technique, bien plus simple, de quantification du taux en OGM.


B - La détection au niveau des protéines :

1 – Principe :

Il est possible de détecter la présence de protéines résultant de l’introduction d’ADN étranger. Les méthodes reposant sur la détection des protéines conviennent surtout aux produits bruts ou peu transformés comme les grains de maïs ou de soja, car les procédés industriels (chauffage, traitements chimiques…) altèrent les protéines et les rendent indétectables. De plus la localisation de la protéine ne doit pas rendre l’opération trop difficile. Cette technique présente l'avantage de permettre facilement la quantification des OGM.

Il s’agit de tests immunologiques de type ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorban Assay) par exemple. Ils permettent de détecter une protéine codée par un gène introduit dans une plante. Les principaux avantages de ces tests sont que ceux-ci sont rapides (effectués en moins de deux heures) et peu coûteux (environ 1,50€).




2 – Expérience :

On peut réaliser la même expérience avec une plante transgénique et une plante naturelle. Après avoir extrait les protéines de la plante, on les met en présence d’un anticorps spécifique de la protéine codée par un gène transgénique. Cela signifie que cet anticorps ne peut se fixer qu’à la protéine codée par le gène transgénique. Deux cas peuvent alors se présenter.

- Une protéine se fixe à l’anticorps. Elle correspond donc à la protéine que l’on recherche. Un gène a donc été introduit artificiellement dans la plante et a codé cette protéine.

- Aucune des protéines ne se fixe à l’anticorps. Le type de protéine que l’on recherche, spécifique à l’anticorps introduit, ne se trouve donc pas dans la plante.

Pour visualiser les résultats de l’expérience, on effectue par la suite un lavage, c’est-à-dire que l’on enlève toutes les protéines qui ne se sont pas fixées à l’anticorps. On ajoute ensuite un autre anticorps, qui est lui aussi spécifique de la protéine recherchée et fluorescent. Ceci nous permet de le repérer facilement.

On procède ensuite à un nouveau lavage. Si une protéine est fixée sur l’anticorps, le deuxième anticorps fluorescent peut alors se fixer sur l’autre côté de la protéine. Le test est ainsi positif (1er cas). Si au contraire aucune protéine ne correspond au premier anticorps, l’anticorps fluorescent ne se fixe pas. Le test est négatif (2ème cas).


Schéma de la détection au niveau des protéines



3 – Conclusion :

Cette dernière technique présente l'avantage de permettre facilement la quantification des OGM. Cependant, elle convient surtout aux produits bruts ou peu transformés. Pour cette raison, les méthodes basées sur la détection de l’ADN (par PCR) sont actuellement privilégiées en Europe.

C - La puce à ADN, une clé pour l’avenir :


Aujourd’hui une nouvelle perspective se développe : la puce à ADN. Celle-ci est le résultat du développement simultané de la microélectronique, l’informatique, la chimie et la biochimie moléculaire. Ces puces sont d’ailleurs déjà utilisées dans le domaine médical.


Des séquences d’ADN greffées sur une puce constituent des sondes constituent des sondes dont le rôle est de détecter les cibles, c’est-à-dire les séquences qui leur sont complémentaires.


Ces puces à ADN représentent un grand progrès en matière de détection des OGM. En effet, elles permettent un important gain de temps et sont moins coûteuses que les autres méthodes.

III – Les risques et les avantages des OGM :

Quels sont les enjeux de la technologie transgénique? Pourquoi est-elle aussi controversée? Pourquoi suscite-t-elle autant débats? Comment démêler le vrai du faux? Nous avons tenté de faire un tour d’horizon rapide pour donner une vision globale de la problématique et ainsi arriver à se faire une opinion éclairée.

A - Les risques :

A l’heure actuelle, alors que la Commission Européenne a levé un moratoire de cinq ans sur les autorisations de nouveaux OGM, le consommateur européen reste majoritairement opposé à leur introduction.

En effet, les OGM peuvent induire différentes maladies qui peuvent toucher aussi bien les animaux que l’environnement dans lequel il évolue.

1- Les OGM et la santé

Les allergies :

Tout OGM est potentiellement allergisant car il n'est pas reconnu par l'organisme qui le reçoit, que ce soit par voie digestive ou par voie aérienne. Les expériences ont montré le pouvoir allergisant du « soja à la noix » : la noix de Brésil est un aliment reconnu pour provoquer des allergies chez certains individus. Par conséquent, on a dû soumettre le soja OGM qui a été créé à partir d’un des gènes de la noix à une multitude de tests pour vérifier si la protéine produite par ce gène avait conservé son pouvoir allergène. Pour le savoir, les chercheurs ont mis en contact la dite protéine avec du sérum de patients connus pour être allergiques. On observa une réaction immunitaire immédiate. Pour cette raison, ce nouveau soja n’a pas été commercialisé, même s’il avait été développé pour l’alimentation animale mais qu'en sera-t-il pour les fraises, tomates, et autres bananes transgéniques ?

Les intoxications :

Aucune preuve expérimentale n'a permis d'éliminer les risques potentiels des molécules insecticides fabriquées par les plantes transgéniques. Ces substances peuvent être toxiques pour le foie, les reins, le cerveau. De même les aliments fabriqués à partir des végétaux qui tolèrent les herbicides peuvent devenir toxiques en raison de leur forte teneur en poisons. Ces derniers peuvent aussi se retrouver dans toute la chaîne alimentaire (lait, viande) jusqu’à des doses maximales autorisées.

Les maladies auto-immunes :

Certaines maladies auto-immunes sont secondaires à l'apparition de complexes immuns circulants formés de substances étrangères fixant des anticorps spécifiques développés contre ces substances extérieures.
Les nouveaux aliments OGM, leurs virus, ne peuvent-ils pas passer la barrière digestive et ne peuvent-ils pas créer des phénomènes identiques? S'il n'en est pas ainsi pour les aliments habituels que l’Homme a connus peu à peu dans son évolution millénaire, c'est parce que nous avons appris à créer des enzymes adaptées à les disséquer dans notre tube digestif avec l'aide du pancréas notamment. Ces enzymes ont été acquises peu à peu, au cours de l'évolution, et notre corps sait les fabriquer, au jour le jour, en fonction des aliments ingérés. Encore faut-il que l'organisme ait eu un jour connaissance de ces aliments. Il est donc fort probable que le corps mette un certain temps avant d'apprendre à dégrader les brins d'ADN manipulés. Ce qui renforce conséquemment les risques de pénétration digestive, d'allergies et de maladies auto-immunes.

Les résistances aux antibiotiques :

Comme nous l’avons vu précédemment, les chercheurs intègrent souvent un gène de résistance à un antibiotique en même temps que le transgène à la cellule qu’ils veulent modifier.

Le développement de la résistance aux antibiotiques doit être envisagé comme une fatalité. En effet, si la recrudescence de micro-organismes pathogènes due au développement de résistances aux antibiotiques est réelle, nous pouvons espérer une parade grâce aux progrès incessants de la biologie moléculaire, qui ne se contentera bientôt plus de produire en masse des substances antibiotiques naturelles, mais qui sera capable d'inventer de nouvelles molécules entièrement synthétiques. A l'exemple de la bataille à laquelle se sont livrées les espèces au cours de l'évolution, nous ne pouvons pas rester sur des acquis mais devons toujours développer de nouvelles stratégies pour contrer celles de l'adversaire.

2 - Les OGM et l'environnement :

Les mutations génétiques :

Les plantes génétiquement modifiées pour s'auto protéger contre un insecte, par exemple, pourraient susciter l'apparition d'insectes résistants à ces plantes transgéniques, à la suite d'une mutation génétique « naturelle » chez ces derniers.


Il existe des indices de probabilité de réalisation de ce risque, qui ne découlent pourtant pas des plantes génétiquement modifiées, mais bien des méthodes utilisées classiquement en agriculture. En effet, une toxine produite par la bactérie Bacillus thuringiensis, est utilisée dans différents pays, dont la France, notamment en agriculture biologique, sous forme de bio-pesticide (mélange de bactéries pulvériséés). Il y a donc de nombreuses toxines dans cette pulvérisation. On en connaît actuellement plus de 250.


Bacilles thuringiensis dans la cytoplasme


Le bacille Thuringiensis est une bactérie à tiges génératrices de spores. Pendant la production de spores, des corps cristallins sont formés. Le bacille a une structure en cristal comme le triangle à gauche sur cette image. Les cristaux se dissolvent dans l'intestin de l'insecte affecté et paralysent les cellules épithéliales. L'insecte cesse alors de manger et meurt par la suite pendant que le bacille développe des spores et se reproduit dans le sang de celui-ci. Ce bacille affecte plus de 150 insectes.

Or, dans certains pays (Malaisie, Japon, Hawaï), son application répétée, sous forme de pesticide, a entraîné la sélection de populations d’insectes ravageurs capables de résister à l'action de ce produit.


Les effets non désirés :

Les Plantes Génétiquement Modifiées (PGM) en vue de leur donner une résistance naturelle à un insecte peuvent affecter des insectes non visés par la modification de la plante. C'est le cas par exemple pour les abeilles et le monarque qui, bien que non indésirables, sont éliminés par certaines plantes génétiquement modifiées.

En effet, il a été mené en 1999 une expérience sur le monarque, papillon d'Amérique du Nord réputé pour sa beauté. Des chenilles de ce papillon ont été nourries avec des feuilles artificiellement recouvertes de pollen d'une variété de maïs génétiquement modifié par l'introduction d'un gène commandant la production d'un insecticide contre la Pyrale. Ces chenilles ont connu une croissance plus lente et une mortalité plus élevée que d'autres nourries de feuilles recouvertes de pollen de maïs classique. L'expérience a donc démontré le « danger » encouru par le papillon.

Aspect du maïs transgénique et non transgénique, infesté par la larve de Pyrale :


Epi de maïs non transgénique


Epi de maïs transgénique


Chenille ayant consommé du maïs non transgénique


Chenille ayant consommé du maïs transgénique




B - Les avantages des OGM

1- Les OGM et la santé :

Quels sont les avantages des produits génétiquement modifiés pour la santé des consommateurs ?

Des fruits, légumes et féculents améliorés sur le plan gustatif :

Les biotechnologies contribuent à l'amélioration des qualités gustatives des aliments. L'objectif est de fournir à des consommateurs éloignés des lieux de production des produits aux arômes développés.



Des tomates, des melons, des bananes à maturation retardée plus savoureuses.

Par transgénèse, on introduit un gène permettant de différer le ramollissement qui accompagne le mûrissement.

Ainsi, ils se conservent mieux, sont plus savoureux et contiennent plus de vitamines car ils peuvent être récoltées à un stade de maturation avancée.

Des aliments plus diététiques et respectueux de notre santé :

Les biotechnologies sont également fortement porteuses d'espoirs dans le domaine de l'amélioration de la qualité nutritionnelle des aliments.

Des plantes produisant des sucres et aliments « zéro calorie » :

De nombreux consommateurs recherchent ces sucres afin de réduire leur ration journalière de calories apportées par l'alimentation. Ainsi, par transfert de gène, on fait produire à des betteraves un type de sucre comestible mais n’apportant aucune calorie. On peut aussi améliorer la qualité gustative de fruits ou de légumes par l'introduction d'un gène produisant une protéine naturelle sucrée (la brazzéine) sans apporter la moindre calorie.


- Des plantes enrichies au bêta carotène :

Aujourd'hui, un milliard de personnes souffrent de carence en vitamine A (notamment en Afrique, en Asie). Or, la vitamine A, fournie par le bêta carotène, est un élément nutritif essentiel pour la vue et la croissance. Par ailleurs, cet antioxydant naturel constituerait également un élément de prévention du cancer et des maladies cardiaques. Les gènes du bêta carotène peuvent être introduits dans les tomates, le riz et le colza, augmentant ainsi leur qualité nutritionnelle.


- Des plantes enrichies en fer :

Selon l'Unicef, la carence en fer concernerait presque 3,7 milliards de personnes aujourd’hui dans le monde, dont la majorité sont les femmes et les enfants de moins de cinq ans dans les pays en voie de développement.

Ici aussi, les OGM pourrait apporter un progrès. En effet, des travaux ont permis de doubler le contenu en fer du riz en y introduisant le gène de la ferritine.


- Des huiles riches en acides gras spécifiques :

Des recherches sont en cours sur la réduction de la teneur en acide gras mono-insaturés (graisses animales) contenues dans les huiles afin de limiter les risques cardio-vasculaires. Il s'agit d'introduire des gènes de désaturases dans les plantes oléagineuses comme le colza et le soja pour augmenter les proportions d'acides gras saturés. Ces acides gras sont les « bonnes graisses » indispensables à notre organisme.


- La réduction des toxiques dans certains aliments :

Enfin, de nombreuses études ont montré qu’il est possible de réduire, voire éliminer, les protéines allergisantes des céréales comme le riz et le soja. En Asie, nombreux sont les consommateurs qui souffrent d'allergie au riz. Or le riz constitue l'aliment de base de plus de deux milliards de personnes.


Des plantes produisant des médicaments, les « alicaments » :

Dans le domaine de la médecine, la modification génétique présente des avantages divers et variés et pour le moins intéressants.



La solution des plantes transgéniques pour produire des médicaments est considérée comme une voie d'avenir sûre, en termes de risques de contamination. En effet, il n'y a pas de maladies transmissibles entre l'homme et la plante, ce qui n'est pas le cas entre l'homme et l'animal. Ainsi, l'équivalent de la lipase gastrique du chien, utilisée dans la lutte contre la mucoviscidose, a été produit expérimentalement par des colzas et des maïs transgéniques.



- Des vaccins sans piqûres :

Désormais, le génie génétique permet, par la modification du patrimoine génétique de plantes, de leur faire synthétiser des substances vaccinantes. Il s'agira alors simplement de manger un aliment pour être vacciné contre une maladie précise.

Cela présente un intérêt, notamment pour les pays du tiers monde. En effet, les chercheurs prévoient déjà d'utiliser des bananiers génétiquement modifiés pour produire ces vaccins, d'une part pour leur fécondité importante, et d'autre part parce que la banane peut être transportée et stockée sans grandes difficultés, contrairement aux vaccins actuels.



- Des animaux transgéniques produisent des médicaments :

Un an après sa naissance, une truie expérimentale, Génie, a été la première truie du monde à produire dans son lait, de grandes quantités de protéines C humaine.

De nombreux malades en ont besoin, comme les personnes hémophiles, qui manquent de protéines C pour assurer la coagulation du sang. On administre parfois la protéine C aux opérés à qui l'on remplace une articulation. Or, ces protéines sont en si faibles concentrations dans le sang des donneurs qu'elles sont difficiles à obtenir et limitent notablement leur utilisation thérapeutique. La mise au point d'animaux transgéniques coûte moins cher et permet de fabriquer de grandes quantités de protéines C humaines. De plus, comme nous l’avons signalé, il n'y a aucun risque d'infection.



- Des greffes d'organes d'animaux à l'homme :

Comme tout le monde le sait, les greffes d'organes sont rares, faute de donneurs, et risquées du fait de la possibilité importante de rejet. Si on ajoute à cela les problèmes d'incompatibilités entre le donneur et le receveur, on comprend la difficulté à trouver des organes pour ces interventions. Là encore, le génie génétique peut apporter des solutions. En effet, en modifiant le génotype d'animaux par transfert de gènes humains, on peut supprimer le phénomène de rejet lors de la greffe d'un organe animal à un homme.

Des résultats prometteurs ont déjà été obtenus sur des porcs transgéniques mais des raisons compréhensibles d'ordre sanitaire (transmission de virus) et éthique empêchent pour l'instant les essais cliniques chez l'homme.



- La production de molécules :

Depuis les années 1970, les scientifiques savent modifier des micro-organismes en vue de la synthèse de molécules. Grâce à des micro-organismes conçus sur mesure, il est possible de produire de l'insuline ou des hormones de croissance, jusque-là extraites de pancréas de porc ou d'hypophyse humaine (chez des cadavres).

D’autre part, des études sont en cours sur des plants de tabac qui pourraient synthétiser de la lipase, une enzyme permettant de combattre la mucoviscidose.



Ainsi, le recours aux médicaments biologiques présente deux avantages :

Premièrement, sur le plan économique, la fabrication de médicaments par les « usines biologiques » coûte moins cher que les méthodes « traditionnelles ».

Ensuite, sur le plan médical, le traitement par des médicaments provenant de plantes génétiquement modifiées supprime les risques de transmission d'agents pathogènes des tissus humains ou animaux. En effet, les virus des plantes ne sont pas transmissibles à l'homme ou tout du moins n'ont aucun effet sur son organisme.

2 - Les OGM et l’environnement :

Une pollution et une exploitation des sols moins importante :

Quelques plantes génétiquement modifiées, les PGM, sont capables de synthétiser elles-mêmes un insecticide. Il n'y aurait alors plus besoin de pulvériser les champs, et donc le sol, avec des insecticides. Ceci permettrait une baisse de la pollution dans les régions agricoles.



Pour revenir à l’exemple du maïs résistant à la Pyrale, il faut savoir que les PGM sont plus efficaces dans la lutte contre les insectes ravageurs que les insecticides chimiques car celui synthétisé par la plante est présent en permanence. Ainsi, les insectes cibles sont touchés à la moindre ingestion, alors qu'avec un insecticide classique, l'efficacité diminue avec le temps après la pulvérisation, et toutes les parties de la plante ne sont pas touchées.

D’autres PGM peuvent également être résistantes à des herbicides totaux. Il suffit alors de le pulvériser dans le champ : toutes les plantes présentes meurent, sauf la plante transgénique. Un seul herbicide est donc nécessaire.

Ainsi, aux Etats-Unis, ces PGM ont permis de diviser par cinq l'utilisation d'insecticides sur huit cent milles hectares de plantation de coton transgénique (photo) résistant à différents insectes. D'autre part, une nouvelle variété de coton génétiquement modifiée a été créée : les gènes introduits produisent une coloration de la plante. Cela permet une réduction de l'utilisation de teinture chimique, très polluante pour l'environnement


Plant de coton


3 - Les OGM et l'agriculture :

La protection des cultures :

La transformation génétique des plantes vise à améliorer les conditions de culture en développant des mécanismes de tolérance ou de résistance ayant pour effet d'augmenter les rendements.



- La résistance aux conditions climatiques extrêmes :

Une grande partie de la surface de la planète est impropre à l'agriculture du fait de conditions défavorables comme le froid, la sécheresse, ou la salinité. Les biotechnologies pourront apporter une réponse aux pays en voie de développement en créant de nouvelles espèces adaptées à ces conditions.


Par exemple, on a prélevé des gènes du flet (un poisson de l'Arctique capable de survivre à des températures très basses) pour les insérer dans la fraise en espérant lui donner une certaine résistance au gel. Ainsi nous pourrons cultiver des fraises dans des régions où il était impossible de le faire auparavant.



- La résistance aux insectes :

Les pertes occasionnées par les insectes représentent une part non négligeable des récoltes. En effet, les insecticides employés jusqu'à maintenant présentent des inconvénients : des atteintes à l'environnement et l’apparition de formes résistantes d'insectes. Or, ceci entraîne donc l'emploi de doses croissantes de ces produits. La synthèse de protéines toxiques pour ces insectes, par modification génétique de la plante, constitue donc une voie majeure de progrès. La Pyrale est détruite par un insecticide fabriqué par le maïs transgénique dit « Bt » : le maïs reçoit un gène de scorpion pour résister aux insectes, ou de pétunia pour résister aux herbicides.

- La résistance aux maladies :

Sur le même principe, les biotechnologies s'orientent vers la lutte contre les virus, bactéries, et autres champignons. Des résultats ont déjà été obtenus sur des plantes comme la pomme de terre, la tomate ou la betterave : la pomme de terre est dotée d'un gène de poulet pour résister aux maladies, ainsi que d'un gène humain pour digérer les métaux lourds.


La Pyrale


L’amélioration des conditions d'élevage :

- La lutte contre les maladies animales :

La modification par génie génétique des aliments destinés à l'élevage peut être un moyen de lutter contre les maladies animales. Cette alimentation pourrait produire directement des anticorps ou des vaccins.


- L'amélioration de la nutrition animale :

L'utilisation du génie génétique pourrait permettre d'améliorer la qualité nutritionnelle des plantes utilisées en alimentation animale, en augmentant la teneur en certains acides aminés (méthionine, lysine, thréonine, tryptophane). Ces éléments, synthétisés en trop faible quantité par ces plantes, sont actuellement amenés sous forme de compléments nutritifs. De plus, l'accumulation de certaines enzymes pourrait permettre d'améliorer la digestibilité des aliments.


Application aux industries agro-alimentaires :

- L'amélioration de la qualité des aliments :

Quelques exemples :



- Le blé : amélioration des caractéristiques requises pour la panification.

- La pomme de terre : augmentation de la teneur en amidon pour des utilisations industrielles (purée, fécule et frites absorbant moins d'huile).
- Intervention dans le processus de transformation alimentaire :

Les OGM peuvent intervenir directement ou indirectement dans le processus de transformation alimentaire. Deux cas se présentent :

- soit les organismes modifiés se retrouvent dans le produit fini, c'est le cas des produits laitiers où les bactéries améliorant la régularité de la production restent présentes dans l'aliment,

- soit ils sont éliminés par la chaleur ou par filtration. On peut citer les levures qui réduisent le temps de fermentation de la pâte à pain ou éliminent les saveurs indésirables en produisant des bières plus légères. L'application du génie génétique dans ces domaines en est pour l'instant à la recherche expérimentale.


Ainsi les OGM présentent de nombreux avantages, tant dans le domaine de l’environnement que celui de l’agriculture, ou encore en matière de santé. Ceci nous incite donc à penser que le génie génétique représente un grand progrès pour la science.


Conclusion :

La technique de transgénèse est encore toute jeune et de nombreuses questions restent en suspens. On constate qu’elle présente de nombreux avantages mais également des risques non négligeables. Utilisés de façon appropriée, les OGM pourraient apporter de nombreux moyens pour contribuer à l’amélioration des conditions de vie. Cependant, la rapidité avec laquelle peuvent survenir les modifications entraînées par le génie génétique peut avoir des effets encore inconnus.



Le développement technologique intéresse directement la population. Dans la plupart des cas, les interrogations relatives aux OGM sont en lien avec l’environnement. Quant au processus d’obtention de ces derniers, c’est la transformation du vivant qui fait l’objet de préoccupations et soulève des questions de nature éthique sur l’impact que l’avènement de cette nouvelle technologie peut avoir sur la société et sur les individus qui la composent.



Il y aurait moins de controverses et le débat serait plus constructif si les applications des OGM étaient évaluées de façon exhaustive et transparente, et si leurs répercussions éventuelles étaient prises en considération. Le génie génétique, comme toutes les innovations scientifiques peut aboutir au pire comme au meilleur. Mais les inquiétudes qui empêchent la réflexion et l’étude, à moyen et long terme, des conséquences des modifications du vivant sont mauvaises conseillères. « Toute découverte de la science pure est subversive en puissance », disait Huxley. Et il ajouta « Toute science doit parfois être traitée comme un ennemi possible ». Quelles limites doivent alors être imposées aux recherches scientifiques ? Et par qui ?

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MessageSujet: Re: Les OGM   Sam 19 Sep 2009, 00:18

merci elbaz pr le sujet ya pas aussi beau que la génétique

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Les OGM
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