OGM : Faits et Questions Pierre BOISTARD, Patrick VINCOURT 6 mars 2007
1. Qu est-ce qu un OGM : 2. Quels sont les caractères introduits par la transgenèse et les objectifs poursuivis? 3. Etat des cultures OGM 4. Interrogations concernant les OGM : Bénéfices et risques 4.1 Découlant directement de la technique 4.2 Conséquences indirectes
Qu est ce qu un OGM? Tout d abord un peu d histoire... 1953 - Watson et Crick : modèle de l ADN 1973 - Identification du plasmide Ti dans la bactérie Agrobacterium tumefaciens. Ce plasmide permet d'accueillir le gène porteur d'un caractère recherché, qu'il est en mesure d'introduire dans le génome d'une plante 1983 - Première plante transgénique (tabac) Premier transfert de gène opérationnel réalisé chez un végétal, obtenu simultanément par les équipes de Monsanto et Agrigenetics (USA). L'équipe de Jeff Schell et Marc Van Montagu à Gand obtient des tabacs transgéniques résistant à un antibiotique 1985 - Première plante transgénique résistante à un insecte 1987 - Première plante transgénique tolérante à un herbicide total 1988 - Première plante "pharmacienne" Première céréale transgénique (maïs) 1994 - Premier légume transgénique commercialisé (aux Etats-Unis) 1997 - Premier tabac producteur d'hémoglobine
Qu est ce qu un OGM? Un processus en trois étapes: Isoler le gène apportant la caractéristique attendue [Le gène est un résultat des travaux de «génomique» ou plus simplement de l isolement d une séquence d ADN et de la mise en évidence de sa fonction] Construire un vecteur et le transférer dans une plante [ vecteur physique (biolistique) ou biologique (Agrobacterium) ] Vérifier que la caractéristique attendue s exprime correctement
Qu est ce qu un OGM? Etape 2: Transformation : structures cellulaires + éléments. gène(s) d' intérêt de la plante hôte d'insertion:. gène de sélection ("gène marqueur") Régénération Candidats primaires: Plantes ayant intégré:. le(s) gène(s) d'intérêt. le gène de sélection techniques d'excision co-transformation Candidats secondaires: Plantes ayant intégré le(s) gène(s) d'intérêt Plantes exprimant la Fonction, Toute la Fonction Rien que la Fonction [ idéal!] Fixation EVALUATION de quelques EVENEMENTS [Agronomique, Technologique] Nombre et Qualité des insertions: caractérisation moléculaire Niveau d'expression des gène(s) d'intérêt
Un Un exemple de tranformation sur le Riz: [le Maïs, le Blé, le Colza peuvent être transformés en routine ]
Agrobacterium rhyzogenes
Biolistique:
Qu est ce qu un OGM?: un «évènement de transformation» (ex: MON810) Qu'est ce qu'un "Evènement de transformation"? - un gène d'intérêt, - inséré à un endroit, déterminé et stable mais non choisi, du génôme de la lignée, - qui va s'exprimer dans toute la plante, ou seulement dans certains organes, ou seulement à certains stades de développement (croissance, floraison, maturation, etc...) Pour un même caractère recherché, plusieurs "évènements" peuvent être disponibles sur le marché; tous ne sont pas équivalents. travaux sur la transformation homologue [dans l idéal, insérer le nouveau gène à l emplacement de sa version initiale] recherche sur les promoteurs [contrôler quand et où le gène s exprime] tri des «évènements» [l objectif des essais au champ avant La commercialisation!]
Qu est ce qu un OGM : la «variété OGM» : Qu'est ce qu'une variété O.G.M.? - une variété créée par les méthodes traditionnelles de sélection, - dans laquelle on a introduit, également par des méthodes traditionnelles, un "événement de transformation" inséré dans une lignée apte à être génétiquement transformée. Exemple Maïs: transformation d une lignée particulière A transfert dans le matériel élite par rétrocroisement (méthode «classique») dans les lignées X1, X2, etc... [Cette opération nécessite une déclaration auprès de la Commission du Génie Génétique et son autorisation. Elle doit s effectuer dans des conditions contrôlées.]
1. Qu est-ce qu un OGM : méthode de construction 2. Quels sont les caractères introduits par la transgenèse et les objectifs poursuivis? 3. Etat des cultures OGM 4. Interrogations concernant les OGM : Bénéfices et risques 4.1 Découlant directement de la technique 4.2 Conséquences indirectes
Différents types d'applications des PGM à l'agro-industrie Traits agronomiques: production de semences hybrides (stérilité mâle, Colza) protection des cultures désherbage: résistance aux herbicides adaptation à des conditions difficiles phytoremédiation - phytomining Qualité du produit alimentaire (nutritionnelle, organoleptique, technologique ) non-alimentaire (biomatériaux, bioénergie) «Plant pharming» substances naturelles enzymes industrielles vaccins, planticorps protéines du plasma sanguin
AP-Male sterile AP-Male sterile / HT-Phosphinothricin tolerant AP-Tolerant to soil residues of sulfonylurea HT-Bromoxynil tolerant HT-Bromoxynil tolerant / IR-Lepidopteran resistant HT-Glyphosate tolerant HT-Glyphosate tolerant / IR-European Corn Borer resistant HT-Phosphinothricin tolerant HT-Phosphinothricin tolerant / IR- Lepidopteran resistant HT-Phosphinothricin tolerant / OO-Fertility restored / OO-Male sterile HT-Sulfonylurea tolerant IR-Coleopteran resistant IR-Colorado potato beetle resistant IR-Colorado potato beetle resistant / VR- PLRV resistant IR-Colorado potato beetle resistant / VR- PVY resistant IR-European Corn Borer resistant IR-Lepidopteran resistant PQ-Fruit polygalacturonase level decreased PQ-Fruit ripening altered PQ-Nicotine levels reduced PQ-Oil profile altered VR-CMV resistant / VR-WMV2 resistant / VR-ZYMV resistant VR-PRSV resistant VR-WMV2 resistant / VR-ZYMV resistant Demandes de dérégulation accordées aux Etats-Unis depuis le 19/10/92: Status Approve 12 10 8 6 4 2 0 Nombre de Permit Number Year_Issue_date 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1992 http://www.aphis.usda.gov/brs/database.html Phenotypes Nombre restreint de «produits»
1. Qu est-ce qu un OGM : méthode de construction 2. Quels sont les caractères introduits par la transgenèse et les objectifs poursuivis? 3. Etat des cultures OGM 4. Interrogations concernant les OGM : Bénéfices et risques 4.1 Découlant directement de la technique 4.2 Conséquences indirectes
En Europe Espèce végétale Caractère apporté Date décision U.E. Utilisation autorisée Commentaires TABAC résistance herbicide octobre-03 Culture non cultivé COLZA Système de production d'hybrides associé à une résistance à un février-96 herbicide CHICOREE résistance herbicide août-96 Culture Alimentation humaine: Ingrédients dérivés de [MS1/RF1]: pour production de semences SOJA résistance herbicide Alimentation animale! Pour l'importation seulement Culture, MAÏS Résistance Pyrale février-97 animale,alimentation Ingrédients dérivés de Système de production d'hybrides COLZA associé à une résistance à un décembre-96 herbicide Système de production d'hybrides COLZA associé à une résistance à un décembre-96 herbicide ŒILLET Coloration fleur décembre-97 Culture/Fleur COLZA Résistance herbicide juin-98 MAÏS Résistance herbicide août-98 MAÏS Résistance Pyrale août-98 Alimentation humaine: BT176 Alimentation humaine: Ingrédients dérivés de Alimentation humaine: Ingrédients dérivés de Alimentation humaine: Ingrédients dérivés de [MS1/RF1]: tous usages, y compris la culture;non approuvé en France [MS1/RF2]: tous usages y compris la culture;non approuvé en France Topaz 19/2; Pour importation et processing Culture, Alimentation animale, Alimentation humaine: Ingrédients T25 (glufosinate) dérivés de Culture, animale,alimentation Ingrédients dérivés de Alimentation humaine: MON810 MAÏS Résistance Pyrale juin-98 Alimentation humaine et animale BT11 ŒILLET Durée de vie en vase octobre-98 Culture/Fleur ŒILLET Coloration fleur octobre-98 Culture/Fleur MAÏS Résistance herbicide octobre-04 Alimentation humaine MAÏS Résistance Chrysomèle février-06 Alimentation humaine COLZA Résistance herbicide août-05 Alimentation humaine: Ingrédients dérivés de MAÏS Résistant Pyrale et herbicide novembre-05 Alimentation humaine et animale NK603 (glyphosate):pour importation et processing MON863:Pour importation et processing GT73 1507 (pyrale + glufosinate) :Pour importation et processing MAÏS Résistance herbicide janvier-06 Alimentation humaine GA21 (glyphosate) MAÏS Résistant Pyrale et Chrysomèle janvier-06 MON863+MON810: importation seulement
1. Qu est-ce qu un OGM : méthode de construction 2. Quels sont les caractères introduits par la transgenèse et les objectifs poursuivis? 3. Etat des cultures OGM 4. Interrogations concernant les OGM : Bénéfices et risques 4.1 Découlant directement de la technique 4.2 Conséquences indirectes
Les O.G.M.: Bénéfices et Risques: un premier panorama «Le syndrome de l empoisonnement» RISQUES et ENJEUX POTENTIELS «Le mythe de la nature maîtrisée» Toxicité ALIMENTATION Nourrir l'humanité en 2020 à moyen et long terme Prévenir par l'alimentation : Nutraceutique Préserver la compétitivité de la France en matière de production agricole Modification ENVIRONNEMENT d'équilibres écologiques: * résistance aux antibiotiques Adapter les espèces cultivées * résistance aux herbicides aux modifications de l'environnement physique * résistance aux parasites fongiques Lutter contre la pollution : résidus chimiques, métaux lourds, azote Préserver l'eau
O.G.M.: Risques pour la santé: Risque Sécurité Sanitaire Aliments Etat des connaissances des Source présence de gènes marqueurs de résistance aux antibiotiques "Le risque de tranfert vers les microorganismes du sol est un risque théorique il n'a pas de réalité à ce jour" "la [présence] naturelle des gènes de résistance à l'ampicilline et à la kanamicine est très élevée dans les bactéries du sol, dans le tractus digestif de l'animal et de l'homme" =>"risque négligeable pour la santé humaine et animale" n'est pas propre aux OGM, la question se pose pour tout aliment nouveau la transgénèse peut être un outil pour réduire les risques liés aux réactions allergiques AFSSA allergenicité toxicité l'expérimentation animale ne permet pas l'extrapolation à l'homme comme pour tout produit nouveau, seules des méthodes indirectes peuvent conduire à des présomptions =>" Rien ne permet donc, pour l'instant, de considérer les OGM comme étant plus ou moins allergéniques que les organismes traditionnels correspondants" toxicité aigüe: RAS nécessité d'apprécier la toxicité subchronique (test sur animaux / 90 jours) toxicité long terme: plan de surveillance "qui pourrait permettre la mise en évidence chez des sujets particulièrement sensibles" INRA AFSSA
O.G.M: Risques pour l environnement: Introgression de transgène dans les Espèce sauvages: Ne pas confondre possibilité de croisement et introgression Quels risques sont associés à une introgression? Risque d'introgression Espèces Commentaires Soja Très faible Faible Modéré Arachide Haricot Orge Maïs Riz Coton Luzerne Betterave Colza Blé Tournesol Flux sauvage -> cultivé, mais pas l'inverse Evènements rares, qui ne peuvent être important du point de vue évolutif qu'en cas de coexistence sur la même zone géographique des espèces cultivées et sauvages Maïs: flux principalement Teosinte -> Maïs Raisonner au cas par cas. Doivent être particulièrement étudiés: gènes de résistance aux herbicides [contrôle des mauvaises herbes], gènes de résistance aux insectes et aux maladies [modification des équilibres entre espèces sauvages]. Elevé Sorgho pb. Sorghum Alepense Source: Nature, octobre 2003
O.G.M. : Risques pour l environnement: Introgression de transgène dans les Espèce sauvages: Il existe des solutions biotechnologiques pour limiter le risque de transgression [mais ce sont des solutions coûteuses!] Exemples: limiter le flux de pollen (cléistogamie / Colza), modifier la valeur selective associée au transgène. Plus généralement, le flux de connaissances associé à l ère des «biotechs» engendre à la fois des risques et les outils pour maîtriser ces risques. Exemple: la génomique donne les moyens de surveiller les flux de gènes dans les populations sauvages. Ex. travaux INRA / malherbologie
Prise en compte des risques potentiels : Une règlementation importante (mais complexe ) au niveau européen: Directive 2001/18: Impact de la dissémination sur l environnement (non traduite dans la législation française ) (Question de la Coexistence ) Règlement 1829/2003: Sécurité sanitaire des aliments Chaque évènement de transformation fait l objet d une étude particulière.
Processus national Directive 2001/18: Dissémination
Règlement (CE) n 1829/2003 : Impact sur la santé
4. Interrogations concernant les OGM : Bénéfices et risques 4.2 Conséquences indirectes: Biodiversité et accès aux ressources génétiques, Mode de protection de la propriété industrielle/intellectuelle Quel modèle pour l agriculture? ( local v.s. global )! Ces questions qui se posent ne concernent pas spécifiquement les OGM, mais toute innovation dans le domaine de l agriculture!
Deux conceptions de l'exploitation de la nature farming mining Méthode d'exploitation des ressources Gestion d'ensembles Isolement d'éléments (gènes) Rapport au contexte Solutions locales Solutions généralisées Conservation des ressources Propriété industrielle In situ spécifique Ex situ brevet Mais: Enjeu stratégique de l arme alimentaire Ne jamais oublier les réussites des biotech dans le domaine de la santé.