CNRS : Centre National de la Recherche Scientifique Le CNRSAnnuairesMots-Clefs du CNRSAutres sites
Accueil CNRS Images
  Accueil > La maîtrise du vivant > Génie génétique

 

 

 

Electrophorèse

Analyse d'acide nucléique par électrophorèse et visualisation en lumière ultra-violette (UV). Ici tous les échantillons analysés, sauf un, contiennent le même fragment d'ADN, identique en terme de longueur, et de même mobilité électrophorétique. L'échantillon différent (2ème à partir de la gauche), contient une séquence d'ADN supplémentaire de migration plus rapide, donc de taille inférieure. Il s'agit d'une séquence d'ADN insérée dans une molécule d'ADN porteuse, appelée "vecteur plasmidique".

VIROLOGIE ET PATHOGENESE VIRALE - LYON
© CNRS Photothèque / CHATIN, Jérôme
Référence : 2004n00165

 

 

Le génie génétique est l’ensemble des techniques de manipulation des génomes. Cette technologie a débuté à partir de 1970 avec la découverte des enzymes de restriction. Elle rend possible aujourd’hui la création d’organisme génétiquement modifié (OGM), la caractérisation génétique des individus afin de diagnostiquer des maladies génétiques, et la thérapie génique.

 

Tumeur induite à l'apex d'une plante-test suite à l'inoculation de la bactérie Agrobacterium tumefaciens

 

 

Canon pour transfert d'ADN

 

 

Cellules transgéniques de tabac

 

 

Micro-injection pour la surexpression ou la répression d'un gène dans des oeufs fécondés de poisson

 

 

Fabrication en masse d'oligosides par génie génétique

 

 

Micro-injections d'ARN messagers codant une protéine mutante dans des cellules d'embryon de souris

 

 

Souris de laboratoire et création de nouveaux modèles de maladies humaines

 

 

Thérapie génique somatique dans le muscle de souris myopathe

Les OGM

La transgenèse, associée à d’autres techniques de génie génétique, permet de construire des organismes génétiquement modifiés qui présentent alors de nouvelles propriétés. La transgenèse est le transfert d’un gène étranger ou modifié, nommé transgène, dans le génome d’un organisme.

Dans la nature, ce phénomène existe lors de l’infection d’une plante par une bactérie du sol, Agrobacterium tumefaciens. Les gènes bactériens, sont transférés au sein de l’ADN des cellules végétales par l’intermédiaire du plasmide de la bactérie. L’infection conduit à la formation d’une galle, excroissance à l’intérieur de laquelle les cellules infectées expriment les gènes bactériens. Ces cellules du végétal sont génétiquement modifiées.

En laboratoire, la technique est longue et coûteuse. Le gène d’intérêt, qui apporte une nouvelle propriété, est obtenu par clonage. Puis il est inséré dans un vecteur de transformation (ex. plasmide) grâce notamment aux enzymes de restriction. Le vecteur porte aussi un gène de sélection (ex. gène de résistance à un antibiotique) qui va permettre de sélectionner les cellules transformées.
Pour la construction d’une plante transgénique, les cellules végétales sont mises en présence de Agrobacterium tumefaciens dont on a modifié le plasmide. Après sélection, les cellules végétales transformées sont cultivées in vitro afin de régénérer une plante entière dont le phénotype sera modifié.

  • L’intérêt des OGM

En recherche, les OGM permettent d’étudier la fonction d’un gène en observant le phénotype modifié obtenu par surexpression ou répression du transgène. Le gène est surexprimé s’il est introduit sous sa forme normale dans l’organisme. Son expression est diminuée si on transfère sa séquence complémentaire. Lors de la synthèse protéique, l’ARN messager du gène étudié, normalement présent, va alors se lier, par complémentarité des bases, à l’ARNm du transgène (ARN antisens). Il ne sera pas traduit en protéine.

En agronomie, la transgenèse vise à obtenir des plantes de meilleure qualité ou de rendement plus important ou encore des plantes dont la culture nécessitera moins de produits chimiques polluants pour l’environnement.

Dans l’industrie, des bactéries, des levures ou des plantes sont génétiquement modifiées pour produire des molécules pharmacologiques ou alimentaires. La substance produite est récupérée après extraction et purification.

  • Les risques potentiels

Dans l’état actuel des connaissances, aucun élément ne permet de conclure à des risques éventuels des OGM sur la santé humaine et sur l’environnement. Cependant le risque d’une transmission du transgène à des espèces sauvages proches de l’OGM cultivé par dissémination du pollen ne peut être écarté.

 

Le diagnostic des maladies génétiques et l’espoir de la thérapie génique

Le diagnostic d’une maladie génétique repose sur l’analyse de l’ADN de l’individu chez lequel on a dépisté une anomalie génétique. Cette analyse se fait avant ou après la naissance et nécessite que le gène responsable de la maladie soit connu. Elle fait appel aux différentes techniques de génie génétique : les enzymes de restriction et la PCR associées à l’électrophorèse et à la technique du Southern Blot.
Une fois diagnostiquées, les maladies dont l’allèle d’un gène est la cause pourraient être traitées par la thérapie génique somatique.

La thérapie génique somatique consiste à introduire l’allèle du gène qui fait défaut dans une cellule somatique de l’organisme. Les vecteurs utilisés pour transférer le transgène sont des virus après élimination de leur pouvoir pathogène. Chez l’homme, la transgenèse au niveau des cellules germinales est interdite (loi de bioéthique de 1994) : la modification génétique serait transmissible aux descendants de l’individu.
Aujourd’hui, seul un cas de maladie génétique (un déficit immunitaire dont sont atteints certains “enfants-bulle”) est traité efficacement par une thérapie génique somatique. D’autres essais ont eu lieu, par exemple pour traiter la mucoviscidose, mais la thérapie génique reste encore à l’état de recherche.

 

Un peu d'histoire

  • Découverte des enzymes de restriction par Werner Arber, Daniel Nathans et Hamilton O. Smith vers 1965. (Prix Nobel 1978)
  • Mise au point de méthodes permettant de déterminer la séquence nucléotidique des acides nucléiques par Paul Berg, Walter Gilbert et Frederick Sanger, dans les années 1970. (Prix Nobel 1980)
  • Création du premier OGM, plant transgénique de tabac, en laboratoire en 1983.

 

 

Barre d'outils Accueil Imprimer Contact Crédits Plan du site