«Les organismes transgéniques en production industrielle (agroalimentaire, pharmaceutique )»

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1 «Les organismes transgéniques en production industrielle (agroalimentaire, pharmaceutique )» Introduction : Quentin I Comment crée-t-on les organismes transgéniques? Quentin II Quelles sont les utilisations de ces organismes en production industrielle? Axelle (1.2.3) Manon (4.5) Conclusion : Manon Introduction. (QUENTIN) Un organisme transgénique est aussi plus couramment appelé un Organisme Génétiquement Modifié (OGM). Il s agit d un être vivant (animal, végétal, micro-organisme) dont l information génétique contenue dans ses cellules a été modifiée par génie génétique. En effet, les techniques du génie génétique permettent d intervenir directement sur la molécule d ADN (Acide Désoxyribonucléique). Ainsi, les biologistes peuvent sélectionner les gènes à transférer d un organisme à un autre. La barrière des espèces est ainsi franchie. Par exemple, un gène humain a été ajouté à une lignée de maïs, ce qui entraîne la sécrétion, par le maïs, d'anticorps humains destinés à adhérer aux cellules tumorales et à les tuer. Cela protège donc le maïs de maladies auxquelles il n aurait pas survécu s il n avait pas eu ce gène humain. Par cet exemple, nous venons d annoncer le plan de notre exposé : - comment crée-t-on un OGM? - comment sont-ils utilisés dans l industrie?

2 I Comment crée-t-on un organisme transgénique? (QUENTIN) Pour pouvoir créer une plante génétiquement modifiée, on doit en premier lieu identifier un caractère intéressant d un organisme «donneur» (humain, bactérie, plante ) que l on veut intégrer dans l organisme «receveur». Ensuite, on isole le gène d intérêt en le séparant du reste d information génétique à l aide d enzymes de restriction. On peut ensuite intégrer le gène dans une construction génétique. Celle-ci est ensuite multipliée afin de disposer d'une quantité suffisante d'adn pour son introduction dans les cellules du nouvel organisme que l on veut former. On procède ensuite à la TRANSGÉNÈSE. Il s agit en fait de transférer le gène dans une cellule. Il existe trois techniques séparées en deux parties : - Transfert direct : o la biolistique : il s agit de la projection d'adn dans les cellules de la plante. On utilise un canon à particules qui projette dans les cellules des microparticules d or ou de tungstène enrobées d'adn. On force ainsi la membrane des cellules végétales et fait directement passer le gène d intérêt dans la cellule ; o l électroporation : c est l'introduction d'adn dans des protoplastes, c est-à-dire des cellules végétales sans paroi, par action d'un agent chimique ou d'un champ électrique. - Transformation biologique : Cette technique utilise une bactérie du sol, l agrobacterium, qui a la propriété de réaliser naturellement la transformation génétique d'une plante, afin de la parasiter. Ainsi, une construction génétique introduite dans la bactérie sera transférée dans la plante et intégrée à son génome. C'est la technique la plus couramment utilisée. On utilise aussi la transgénèse chez les animaux. La micro-injection de gènes est la méthode la plus utilisée et la plus convaincante. Chez la souris et d'autres mammifères (lapin, porc, mouton, chèvre, vache), il est possible d'injecter directement une solution contenant de l'adn dans un ovule fécondé, à l'aide d'une micropipette, sous contrôle microscopique. L'injection a lieu dans l'un des deux noyaux fournis par les cellules sexuelles mâle et femelle, juste avant qu ils ne fusionnent. L'embryon est ensuite transplanté dans l'utérus d'une femelle. Par cette méthode, 10 à 30% des nouveau-nés descendants intègrent le gène au sein de leur patrimoine génétique.

3 II Quelles sont les utilisations de ces organismes en production industrielle? (AXELLE) On retrouve les organismes transgéniques dans quatre domaines principaux : - l agriculture, - l alimentation, - la santé, - l industrie. 1 ) Tout d abord dans l agriculture. (AXELLE) De nombreux travaux de génie génétique concernent l'introduction de gènes de résistance aux herbicides ou aux insectes, et dans une moindre mesure, à certains virus et maladies. Associées à un usage raisonné d'herbicides et de pesticides, ces plantes transgéniques vont améliorer l'efficacité de l'agriculture, tout en respectant encore mieux l'environnement. On les retrouve dans certains pays émergents tels que l Inde qui a entreprit sa Révolution Verte pour pourvoir à ses besoins en nourriture. Par exemple, la bactérie Bacillus thuringiensis est une mine d or de gènes concernant la résistance aux insectes. Plusieurs recherches ont ainsi abouti à la création de plants de tabac, de pomme de terre, de coton, de tomate et de maïs résistants à des insectes grâce à cette source de gènes. Dans le cas du maïs, un parasite, la pyrale, cause très souvent la perte de champs de maïs. Et bien, cette bactérie possède un gène qui permet dans les cellules du maïs, la production d'une protéine qui se transforme en toxine dans le tube digestif de la pyrale. Chez les autres animaux et chez l'homme, cette protéine est simplement digérée sans aucun effet toxique. 2 ) Au niveau de l alimentation (AXELLE) Il s'agit de modifier la composition d'une plante afin de lui apporter des avantages nutritionnels et gustatifs ou de lui conférer de nouvelles caractéristiques qui permettent de diversifier les débouchés. En effet, pour l alimentation des animaux, les recherches scientifiques vont dans le sens d'un développement de plantes permettant un meilleur rendement nutritionnel. Concernant l'alimentation humaine, des travaux sont menés pour diminuer les propriétés allergènes du riz et du soja. Pour obtenir ce résultat, on cherche à introduire dans la plante un gène modifié qui

4 empêche la synthèse de la protéine allergisante. Mais du côté des consommateurs français, les OGM ne sont pas très bien acceptés voire pas du tout. En effet, on ne sait toujours pas quels effets, s il y en a, les OGM ont sur l organisme. Ils sont donc beaucoup contestés. Ce sont les résultats les plus avancés concernant la qualité alimentaire. Sur le melon et sur la tomate, on a pu obtenir des variétés transgéniques à maturation retardée. Ces fruits peuvent être récoltés à un stade de maturation plus avancé, donc être plus savoureux. D'autre part, il en résulte une meilleure conservation et une aptitude au transport améliorée, réduisant les pertes. 3 ) Pour la santé maintenant (AXELLE et MANON) AXELLE Génétiquement modifiées, des plantes de tabac, de maïs, ou de pomme de terre peuvent produire des molécules thérapeutiques ou des vaccins. Ainsi on peut créer de nouveaux vaccins pour guérir des maladies auparavant incurables. Aujourd hui, on retrouve une technique très répandue dans l industrie pharmaceutique qui est la culture de cellules «en milieu confiné». On identifie la séquence de l ADN humain qui permet de fabriquer une protéine intéressante que l on introduit dans des bactéries, des levures ou des cellules animales. On les place ensuite en culture. L organisme va ainsi fabriquer le composé avec sa mécanique cellulaire. Il faut ensuite le purifier pour l utiliser sous une forme facilement administrable. On fabrique de cette manière de nombreux produits et médicaments tels que l insuline. Ces molécules n auraient pu être produites par d autres procédés. MANON On compte un autre exemple d OGM utilisés comme médicament : la thérapie génique. Ici, on modifie directement les gènes de l être humain. On retrouve des personnes dont un gène est défectueux. Une copie fonctionnelle de ce gène leur est fournit à l aide d un virus rendu inoffensif. Effectivement, il change directement le matériel génétique à l intérieur d une cellule par celui qu il possède. Cette technique, très prometteuse, est actuellement sur le banc d essai. Malheureusement, les résultats se font attendre. Le premier succès a été obtenu en France sur les bébés-bulles. Ces nouveau-nés ont un système immunitaire déficient voire inexistant. Mais des complications graves sont apparues sur l un des enfants et cela a obligé l arrêt des essais. 4 ) L utilisation de la transgénèse dans les industries. (MANON)

5 Dans l industrie en général, il y a aussi des exemples d utilisation des OGM. On trouve par exemple des forêts de peupliers et d eucalyptus transgéniques. En effet, la lignine est l un des principaux constituants de la paroi des cellules du bois. Elle joue un rôle important dans les fonctions de soutien, de conduction et de défense contre l'attaque des champignons et des insectes. La lignine est, en revanche, indésirable dans l'industrie papetière. Effectivement, pour obtenir un papier blanc de bonne qualité, les lignines doivent être dégradées, afin de libérer la cellulose, principal composant du papier. Son élimination durant la production de pâte à papier nécessite l'utilisation de produits chimiques chers et polluants ainsi que la consommation d'une grande quantité d'eau. C est pour cette raison que des arbres transgéniques avec un taux de lignine beaucoup moins important ont été créés par génie génétique. Les matières plastiques et les huiles industrielles sont un autre exemple. Effectivement, elles sont synthétisées à partir de matières premières fossiles, comme le pétrole, qui sont des ressources limitées. Les recherches scientifiques s orientent donc vers de nouvelles ressources renouvelables. Parmi ces recherches, on trouve celle destinée à la création d un colza transgénique ayant un taux élevé en acide gras pour la production de lubrifiants ou de matières plastiques. 5 ) Voici un autre exemple d utilisation de la transgénèse. (MANON) Certains animaux, en l occurrence des poissons, ont été génétiquement modifiés. Surnommés les «premiers OGM de compagnie» ou «Frankenfish», les Glofish sont des petits poissons zébrés auxquels les scientifiques ont introduit dans leur génome un gène de la protéine d'une méduse conférant des couleurs rouge, vert et orange. Le glofish devait auparavant servir d indicateur de toxines car il devenait fluorescent au contact de celles-ci dans son environnement. Mais il reste désormais toujours fluorescent après re-modification et sera vendu au grand public. Conclusion (MANON) Les OGM sont un domaine de recherches depuis maintenant une vingtaine d années. En effet, les surfaces cultivées d OGM étaient inexistantes en Elles avoisinent en 2007 les 114 millions d'hectares, soit plus de 7% du milliard et demi d'hectares de terres cultivées. Pourtant très contrôlés, les organismes transgéniques n en sont qu à leurs débuts et de nombreuses organisations protestent contre eux. En effet, on ne sait pas s il peut y avoir des effets néfastes sur l homme ou la nature. Mais leur but est pourtant de protéger la nature quitte à la modifier et de réduire

6 l utilisation des matières fossiles, de pesticides et autres produits polluants. LEXIQUE! (A MARQUER AU TABLEAU) Génie génétique : C est l ensemble des outils et des techniques de la biologie moléculaire permettant, de manière contrôlée, l'étude et la modification des gènes : leur isolement, leur clonage, leur découpage, etc. Transgénèse : Il s agit de la technique servant à introduire un gène étranger (transgène) dans le génome d'un organisme, en vue d'obtenir un organisme génétiquement modifié. Protoplaste : Les protoplastes sont des cellules végétales sans paroi. Comme elles n'ont plus de paroi, ces cellules sont utilisées pour l'introduction de matériel génétique étranger. Agrobactérium : La bactérie Agrobacterium possède naturellement la capacité de reprogrammer des plantes en introduisant ses propres gènes. Cette bactérie est donc utilisée pour modifier génétiquement nombre de plantes.