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1 I) Introduction : De nos jours, le terme OGM (Organisme Génétiquement Modifié

1 I) Introduction : De nos jours, le terme OGM (Organisme Génétiquement Modifié) est dans la bouche de chacun d'entre nous, des hommes politiques aux grands chercheurs, en passant par les agriculteurs et toute autre personne. Mais que sont les OGM, savons-nous réellement de quoi il s'agit ? Pouvons-nous véritablement expliquer ce qu'est un OGM, quels en sont leurs intérêts, ou même encore leurs inconvénients ? Sommes-nous capables d'émettre un jugement quant à ces « mutants » du vingtième siècle ? Dans un premier temps, nous définirons ce que sont les OGM, et expliquerons leurs techniques de fabrication et leur utilité. Ensuite, nous démontrerons que les OGM ont des intérêts, autant au niveau recherche qu'agricole. Cependant, les OGM possèdent aussi des inconvénients, ce que nous expliciterons 1) Définition La biologie moléculaire permet d’isoler par clonage un gène d’intérêt et de le transférer au cœur du génome d’un autre organisme, plante, animal, bactérie ou même virus. Cette transformation génétique profonde, appelée transgénèse, peut se réaliser sur des cellules germinales ou somatiques (dans ce cas-là, le caractère modifié n’est pas transmissible à la descendance), et aboutit à la construction d’organismes génétiquement modifiés (OGM). Ainsi, un organisme génétiquement modifié est un organisme vivant – microorganisme, animal ou végétal – ayant subi une modification, non naturelle, de ses caractéristiques génétiques initiales, par ajout, suppression ou remplacement d’au moins un gène.. 2) Les domaines d'application Ces techniques donnent lieu à différentes applications : Thérapeutique : depuis le début des années 80, création de vaccins, lutte contre le cancer, reconstruction du système immunitaire, production de médicaments (d'ores et déjà l'hormone de croissance et l'insuline sont produites par des bactéries génétiquement modifiées et commercialisées)... Agronomique : immunité de l'organisme végétal (transférer aux plantes de nouveaux éléments de matériel génétique), amélioration des qualités nutritionnelles, des performances de production ou bien d'un caractère spécifique de résistance aux pathologies. On parle alors de plantes agricoles génétiquement modifiées (PGM) 2 3. Les techniques de fabrication des OGM 3.1. Le transfert naturel de gènes La transgénèse est le transfert naturel de gènes entre une plante et une bactérie du sol, Agrobacterium tumefaciens. Les gènes bactériens transférés dans le génome des cellules végétales sont portés par un fragment d’ADN, l’ADNt, situé sur un plasmide autonome, le plasmide Ti. Celui-ci porte aussi les gènes de virulence, impliqués dans le transfert de l’ADNt dans le génome hôte. Les gènes transférés avec l’ADNt s’expriment dans la cellule végétale et induisent la prolifération anarchique des cellules infectées, conduisant à la formation d’une galle (excroissance tumorale) abritant les bactéries. Les cellules sont génétiquement transformées et le végétal est un organisme génétiquement modifié (OGM). 3.2. Le transfert direct de gènes Le transfert direct de gène est réalisé grâce à l’introduction dans l’ADN d’un gène dit d’intérêt, véhiculé par un plasmide le plus souvent, par des méthodes physico-chimiques. 3.2.1. L’électroporation Cette technique permet, grâce à un champ électrique, de déstabiliser la membrane plasmique du protoplaste ; ceci provoque un changement de potentiel d’action, donc l’ouverture de pores membranaires. Les plasmides mis en solution avec les protoplastes peuvent alors facilement traverser les membranes et se retrouver dans le noyau des cellules où ils seront incorporés au génome d’où une cellule génétiquement modifiée. 3.2.2. La micro-injection Dans cette technique, on maintient le protoplaste à transformer avec une micro-aiguille et on introduit le gène d’intérêt, accompagné de son complexe promoteur-terminateur nécessaire à la transcription, avec une micropipette. 3.2.3. La biolistique Cette technique consiste à projeter à très grande vitesse des microbilles de métal (ou d’or, ou de tungstène) sur les cellules à transformer. Après avoir traversé la paroi, les microbilles sont ralenties en traversant les différentes couches, certaines pourront arriver dans le noyau et permettre au gène d’intérêt d’être inséré dans le génome des cellules qui seront alors génétiquement modifiées. 3.2.4. La lipotransfection Cette technique consiste en l’introduction du gène d’intérêt dans un liposome (structure sphérique de nature lipidique) ; ce dernier va fusionner avec la membrane plasmique du protoplaste, elle aussi de nature 3 lipidique, et libérer son contenu dans le cytoplasme du protoplaste. Cependant, très peu de gènes d’intérêt arriveront jusqu’au noyau des cellules pour s’intégrer dans le génome de celles-ci. 3.3. Le transfert indirect de gènes Le transfert indirect de gènes est réalisé par l’intermédiaire de bactéries, telles Agrobacterium tumefaciens, qui permettent de véhiculer le gène d’intérêt. 3.3.1. La transfection biologique Tout d’abord, on introduit le gène d’intérêt, mais aussi un gène de résistance à un antibiotique le plus souvent, dans le plasmide d’une bactérie grâce à l’utilisation d’enzymes de restriction et de ligases. Ensuite, on transfère le plasmide contenant le gène d’intérêt dans une bactérie, notamment Escherichia coli, que l’on cultive afin de préparer le plasmide vecteur. On peut alors sélectionner les bactéries modifiées grâce à leur résistance à l’antibiotique : on les place sur un milieu de culture contenant cet antibiotique. Puis, on intègre le plasmide génétiquement modifié dans une plante à l’aide d’une autre bactérie : Agrobacterium tumefaciens. Le transfert d’Escherichia coli à Agrobacterium tumefaciens est réalisé par choc thermique ou conjugaison. Enfin, on place dans un même milieu de culture Agrobacterium tumefaciens modifiée ainsi qu’un morceau de tige ou de feuille de la plante à modifier. Le plasmide est alors transféré à la plante grâce à la propriété qu’a Agrobacterium de transférer à la plante des fragments précis de son ADN. La plante introduit alors dans son génome le gène d’intérêt et est donc génétiquement modifiée. 4. Production mondiale de cultures OGM La production mondiale de cultures OGM progresse régulièrement et atteint 175,2 millions d'hectares en 2013 pour un chiffrage d'affaires de plus 13.2 milliards de dollars (2011), soit des ventes d'OGM de 418 dollars par seconde (compteur). Les trois-quarts des cultures OGM sont du soja OGM. La surfaces des cultures OGM a atteint 175,2 millions d'hectares notamment aux Etats-Unis et au Brésil. 4 II) Les techniques de contrôle des OGM : 1. Introduction : Plusieurs méthodes ont été choisies afin de différencier les OGM des organismes naturels, Selon le règlement européen 1139/98, la détection des OGM peut-être effectuée en repérant La (ou les) protéine(s) issue(s) de la transgénèse ou bien l’ADN exogène lui-même. Les techniques se reposent sur la détection des protéines conviennent surtout aux produits bruts ou peu transformés comme les grains de maïs ou de soja, car les processus industriels (Chauffage, traitements chimiques…) altèrent les protéines et les rendent indétectables. Pour cette raison, les méthodes basées sur la détection de l’ADN sont actuellement privilégiées en Europe. 2. Détection et quantification des OGM : Avant de se lancer dans une analyse longue et coûteuse, il s’agit tout d’abord de détecter Une éventuelle présence d’OGM. Pour ceci, deux méthodes sont possibles : les tests ELISA et PCR. La technique la plus rapide et la moins coûteuse à ce stade est le test ELISA sur bandelette. Les tests ELISA ont été reconnus comme fiables et permettent de pratiquer des Contrôles de réception sur le soja. La procédure est simple et rapide. Il suffit de placer Des graines broyées, de la farine ou encore quelques morceaux de l’aliment à contrôler dans un récipient, d’y ajouter de l’eau et d’agiter fortement. En plaçant la bandelette dans ce mélange, il est alors facile de voir (cela prend quelques minutes) s’il y a ou non présence d’OGM dans le produit. Mais attention, ces tests ne sont pas reconnus comme méthodes de référence pour cause de résultats trop dispersés. En cas de résultats positifs, une analyse complémentaire est nécessaire pour identifier puis doser l’OGM. A ce stade, la méthode préconisée est une méthode PCR qui permet de réaliser l’identification. Puis, une fois identifié, l’OGM est quantifié par PCR temps réel. Le protocole d’analyse précis (notamment les réactifs utilisés) est lié à l’autorisation de mise sur le marché de la plante génétiquement modifiée. Ceci veut dire que pour chaque demande d’autorisation déposée en Europe, l’industriel devra déposer en même temps que son dossier d’autorisation les méthodes d’identification et de dosage de l’OGM. La répétabilité, la précision et la reproductibilité de celles-ci seront ensuite vérifiées par 5 l’ENGL. Sans méthode validée, l’OGM ne pourra pas être commercialisé. Compte tenu de la précision demandée, la collecte des échantillons est une phase très importante. 3. les techniques : 3.1. La réaction de polymérisation en chaîne (PCR, polymérase Chain réaction) : C’est un moyen de connaître la présence et la nature des séquences introduites dans le génome d’une plante. Cette technique de biologie moléculaire permet de repérer un gène ou son messager même s’il est présent en quantité infime. Son principe repose sur la copie d’un fragment de matière génétique ADN en plusieurs millions d’exemplaires. Une PCR classique se déroule dans un petit tube placé dans une enceinte chargée de maintenir le tube aux températures voulues pendant une durée programmée. Chaque cycle comporte trois phases et dure environ une minute. Avant la réaction, on introduit dans le tube tous les acteurs de la PCR, à savoir : l’ADN à amplifier, les amorces (oligo-nucléotides) spécifiques du segment ADN recherché, de l’ADN polymérase (Taq polymerase) et enfin un uploads/Finance/ techniques-de-controle-des-ogm.pdf