chapitre 20 La biotechnologie
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création d’animaux transgéniques poursuit souvent les mêmes
objectifs que la sélection traditionnelle : elle vise, notamment,
à produire un mouton donnant une laine de meilleure qualité, un porc dont la viande est plus maigre ou une vache
qui atteindra l’âge adulte plus rapidement. Par exemple, les
scientifiques peuvent isoler et cloner un gène qui améliore
le développement musculaire (les muscles représentent la
plus grande partie de la viande que nous consommons) dans
une race de bovins et le transférer à d’autres bovins, voire à
des moutons. Cependant, des problèmes, tels qu’une faible
fécondité ou une augmentation de la susceptibilité à la maladie, ne sont pas rares chez les animaux d’élevage qui portent
des gènes provenant d’autres espèces. La santé et le bienêtre
des animaux sont des questions importantes à prendre en
compte lorsqu’on développe des animaux transgéniques.
Les spécialistes en agriculture ont déjà introduit chez de
nombreuses plantes des gènes conférant des caractères recherchés comme la maturation plus tardive, la résistance à la détérioration ou à la maladie, etc. Les Végétaux sont beaucoup
plus faciles à modifier que la plupart des Animaux. Chez de
nombreuses espèces végétales, une seule cellule de tissu mise
en culture peut donner une plante adulte (voir la figure 20.17).
Par conséquent, il est possible d’effectuer des manipulations
génétiques sur une cellule somatique ordinaire pour obtenir
un organisme doté de nouveaux caractères.
Dans la plupart des cas, le vecteur employé pour introduire de nouveaux gènes dans les cellules végétales est un
plasmide, le plasmide Ti (pour tumor inducing), provenant
d’Agrobacterium tumefaciens, une bactérie du sol. Un segment de l’ADN (ADNT) de son plasmide est inséré dans
l’ADN chromosomique des cellules végétales hôtes. On se
sert, comme vecteurs, de variantes du plasmide qui ne produisent pas de tumeur (galle du collet), contrairement au
plasmide de la souche sauvage, et qui ont été modifiées
pour porter les gènes ciblés dans l’ADNT. La figure 20.26
présente une méthode de production de plantes transgéniques
à l’aide du plasmide Ti.
Le génie génétique remplace rapidement les programmes
traditionnels de sélection des plantes, surtout dans les cas
où un petit nombre de gènes détermine les caractères recherchés, comme la résistance aux ravageurs ou aux herbicides.
Les cultures modifiées à l’aide d’un gène bactérien qui rend
les plantes résistantes aux herbicides peuvent croître alors
que les mauvaises herbes sont détruites. On peut également
modifier génétiquement certaines espèces cultivées afin de
les rendre résistantes aux insectes destructeurs, ce qui permet,
du même coup, de réduire l’emploi des insecticides chimiques.
En Inde, l’insertion dans les génomes de plusieurs variétés de
riz d’un gène de la résistance à la salinité issu d’une plante
de la mangrove côtière a produit des plants de riz capables de
croître dans de l’eau trois fois plus salée que l’eau de mer.
Le centre de recherche qui a accompli cet exploit de génie
génétique estime qu’un tiers de toutes les terres irriguées a
une salinité élevée en raison d’une irrigation excessive et d’un
usage intensif d’engrais chimiques, ce qui menace sérieusement l’approvisionnement alimentaire. Par conséquent, les
plantes cultivées résistantes à la salinité pourraient être d’un
immense intérêt dans le monde entier.
MéthODe De recher che
. Figure 20.26
L’utilisation du plasmide ti
pour produire des plantes transgéniques
applICatIon On peut transférer des gènes qui confèrent des caractères
recherchés (résistance aux ravageurs, résistance aux herbicides, maturation
plus tardive, amélioration de la valeur nutritive) d’une variété de plante ou
d’une espèce à une autre en utilisant le plasmide Ti comme vecteur.
teCHnIQue
Agrobacterium tumefaciens
Plasmide
Ti
Site
de restriction
recherché
par l’enzyme
ADN contenant
le gène ciblé
Plasmide Ti
recombiné
ADN-T
On isole le plasmide Ti à partir
de la bactérie Agrobacterium
tumefaciens. Le segment du plasmide
qui s’insère dans le génome
des cellules hôtes s’appelle ADN-T.
1
2 Le gène étranger ciblé
est inséré au milieu
de l’ADN-T à l’aide
des méthodes illustrées
à la figure 20.4.
Les plasmides recombinés peuvent
être introduits dans des cellules
de plantes cultivées par la technique
d’électroporation. On peut aussi réinsérer
les plasmides dans les cellules d’Agrobacterium,
qu’on applique alors sous forme
de suspension liquide sur les feuilles
des plantes réceptives. Les bactéries
infectent les plantes et pénètrent
dans les cellules. Lorsque le plasmide
est absorbé, l’ADN-T s’intègre
dans l’ADN chromosomique de la plante.
3
Plante dotée
du nouveau
caractère
résultats Les cellules transformées qui portent le transgène ciblé
peuvent créer des plantes complètes
qui présentent le nouveau caractère
conféré par le transgène.
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création d’animaux transgéniques poursuit souvent les mêmes
objectifs que la sélection traditionnelle : elle vise, notamment,
à produire un mouton donnant une laine de meilleure qualité, un porc dont la viande est plus maigre ou une vache
qui atteindra l’âge adulte plus rapidement. Par exemple, les
scientifiques peuvent isoler et cloner un gène qui améliore
le développement musculaire (les muscles représentent la
plus grande partie de la viande que nous consommons) dans
une race de bovins et le transférer à d’autres bovins, voire à
des moutons. Cependant, des problèmes, tels qu’une faible
fécondité ou une augmentation de la susceptibilité à la maladie, ne sont pas rares chez les animaux d’élevage qui portent
des gènes provenant d’autres espèces. La santé et le bienêtre
des animaux sont des questions importantes à prendre en
compte lorsqu’on développe des animaux transgéniques.
Les spécialistes en agriculture ont déjà introduit chez de
nombreuses plantes des gènes conférant des caractères recherchés comme la maturation plus tardive, la résistance à la détérioration ou à la maladie, etc. Les Végétaux sont beaucoup
plus faciles à modifier que la plupart des Animaux. Chez de
nombreuses espèces végétales, une seule cellule de tissu mise
en culture peut donner une plante adulte (voir la figure 20.17).
Par conséquent, il est possible d’effectuer des manipulations
génétiques sur une cellule somatique ordinaire pour obtenir
un organisme doté de nouveaux caractères.
Dans la plupart des cas, le vecteur employé pour introduire de nouveaux gènes dans les cellules végétales est un
plasmide, le plasmide Ti (pour tumor inducing), provenant
d’Agrobacterium tumefaciens, une bactérie du sol. Un segment de l’ADN (ADNT) de son plasmide est inséré dans
l’ADN chromosomique des cellules végétales hôtes. On se
sert, comme vecteurs, de variantes du plasmide qui ne produisent pas de tumeur (galle du collet), contrairement au
plasmide de la souche sauvage, et qui ont été modifiées
pour porter les gènes ciblés dans l’ADNT. La figure 20.26
présente une méthode de production de plantes transgéniques
à l’aide du plasmide Ti.
Le génie génétique remplace rapidement les programmes
traditionnels de sélection des plantes, surtout dans les cas
où un petit nombre de gènes détermine les caractères recherchés, comme la résistance aux ravageurs ou aux herbicides.
Les cultures modifiées à l’aide d’un gène bactérien qui rend
les plantes résistantes aux herbicides peuvent croître alors
que les mauvaises herbes sont détruites. On peut également
modifier génétiquement certaines espèces cultivées afin de
les rendre résistantes aux insectes destructeurs, ce qui permet,
du même coup, de réduire l’emploi des insecticides chimiques.
En Inde, l’insertion dans les génomes de plusieurs variétés de
riz d’un gène de la résistance à la salinité issu d’une plante
de la mangrove côtière a produit des plants de riz capables de
croître dans de l’eau trois fois plus salée que l’eau de mer.
Le centre de recherche qui a accompli cet exploit de génie
génétique estime qu’un tiers de toutes les terres irriguées a
une salinité élevée en raison d’une irrigation excessive et d’un
usage intensif d’engrais chimiques, ce qui menace sérieusement l’approvisionnement alimentaire. Par conséquent, les
plantes cultivées résistantes à la salinité pourraient être d’un
immense intérêt dans le monde entier.
MéthODe De recher che
. Figure 20.26
L’utilisation du plasmide ti
pour produire des plantes transgéniques
applICatIon On peut transférer des gènes qui confèrent des caractères
recherchés (résistance aux ravageurs, résistance aux herbicides, maturation
plus tardive, amélioration de la valeur nutritive) d’une variété de plante ou
d’une espèce à une autre en utilisant le plasmide Ti comme vecteur.
teCHnIQue
Agrobacterium tumefaciens
Plasmide
Ti
Site
de restriction
recherché
par l’enzyme
ADN contenant
le gène ciblé
Plasmide Ti
recombiné
ADN-T
On isole le plasmide Ti à partir
de la bactérie Agrobacterium
tumefaciens. Le segment du plasmide
qui s’insère dans le génome
des cellules hôtes s’appelle ADN-T.
1
2 Le gène étranger ciblé
est inséré au milieu
de l’ADN-T à l’aide
des méthodes illustrées
à la figure 20.4.
Les plasmides recombinés peuvent
être introduits dans des cellules
de plantes cultivées par la technique
d’électroporation. On peut aussi réinsérer
les plasmides dans les cellules d’Agrobacterium,
qu’on applique alors sous forme
de suspension liquide sur les feuilles
des plantes réceptives. Les bactéries
infectent les plantes et pénètrent
dans les cellules. Lorsque le plasmide
est absorbé, l’ADN-T s’intègre
dans l’ADN chromosomique de la plante.
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Plante dotée
du nouveau
caractère
résultats Les cellules transformées qui portent le transgène ciblé
peuvent créer des plantes complètes
qui présentent le nouveau caractère
conféré par le transgène.