La question des organismes génétiquement modifiés (OGM) suscite de vifs débats dans la société, notamment en ce qui concerne leur impact potentiel sur la santé, l'environnement et la biodiversité. Bien que la technique de modification génétique soit largement utilisée en biologie moléculaire, sa perception publique est souvent teintée d'inquiétudes et d'incertitudes. Cet article vise à explorer les aspects scientifiques liés à la modification génétique, en particulier en ce qui concerne la viabilité embryonnaire, et à démystifier certaines idées reçues sur les OGM.
Comprendre les Fondamentaux de la Modification Génétique
Pour appréhender les enjeux liés aux OGM, il est essentiel de comprendre les bases de la biologie moléculaire et les mécanismes de la modification génétique.
Le Code Génétique : Un Programme Universel
Le programme de synthèse est très conservé, il se transmet à la descendance et il est spécifique d’un individu. Il est identique pour toutes les cellules de l’individu or, les cellules du foie, par exemple, n’ont pas les mêmes fonctions que les cellules du muscle ; le programme étant le même, ces différences s’expliquent par le fait qu’il est « lu » et traduit de manière spécifique suivant les demandes de la cellule. La séquence d’ADN correspondant au programme d’une protéine spécifique correspond au gène. La « lecture » du gène codant pour une protéine nécessaire à la cellule est un phénomène sous contrôle. Lorsque la cellule a besoin d’une protéine spécifique, elle envoie un signal qui est capté en amont du gène, dans une partie que l’on appelle le promoteur. Le double brin de l’ADN s’ouvre alors dans la partie correspondant au gène et une molécule appelée ARN est synthétisée qui comporte des bases complémentaires de la séquence d’ADN, c’est la phase de transcription. La lecture de la partie de l’ADN correspondant au gène se termine avec un signal appelé « terminateur ». La molécule d’ARN, simple brin, beaucoup plus légère et instable que l’ADN va se déplacer dans la cellule pour que commence la traduction du code en agencement d’acides aminés. Cette petite molécule est en fait un messager, une copie d’une partie du programme central qui sera transféré et décodé par l’usine cellulaire. Une fois le programme traduit, l’ARN est dégradé ; il faudra en transcrire un autre pour que soit produite une autre protéine. Le contrôle des quantités de protéines synthétisées et de la fonction s’effectue donc également au niveau de l’ADN. Lorsqu’il est transcrit, le gène est dit « exprimé ». Chez les organismes supérieurs, il y a une étape supplémentaire. En fait la molécule d’ADN contient des séquences « utiles » c’est-à-dire qui correspondent à un code permettant l’agencement des acides aminés (les exons), mais ces séquences sont ponctuées de séquences a priori « inutiles » (introns). Chez l’homme, elles représentent une grande majorité de l’ADN. Le gène est donc une succession de ces séquences utiles et inutiles, il est initialement transcrit ainsi puis la machinerie cellulaire élimine ce qui ne correspond pas à des parties comprenant le code qui permettra l’agencement des acides aminés.
La Transgénèse : Introduire de Nouvelles Fonctions
La transgénèse est le fait d’intégrer dans le génome d’un individu une séquence d’ADN lui permettant de produire de nouvelles protéines qui confèrent à cet individu de nouvelles fonctions. La séquence d’ADN doit être construite afin de posséder tous les éléments clés permettant la traduction du nouveau code que l’on veut insérer, donc au minimum un promoteur, la séquence correspondant à la protéine que l’on souhaite faire produire (les introns apparaissant a priori inutiles) et un terminateur. C’est au niveau du promoteur que se trouve le signal de transcription de l’ADN ; certains promoteurs sont activés dans toutes les cellules, d’autres spécifiquement dans un tissu ou à un moment donné d’un processus. Les promoteurs utilisés dans une construction transgénique sont choisis pour contrôler les lieux et les moments d’expression du transgène. (Exemple : la protéine fluorescente verte, est une protéine provenant initialement d’une méduse qui a la particularité d’émettre une lumière verte lorsqu’elle est illuminée par des ultraviolets. Cette protéine est utilisée pour visualiser l’endroit où est exprimé un transgène. En ce qui concerne le gène d’intérêt, le code génétique étant universel, a priori, les séquences de n’importe quel organisme peuvent être reconnues par un autre organisme. Ainsi peut-on faire exprimer des gènes bactériens chez les mammifères et inversement. Idem pour les virus. Or les génomes de nombreux organismes sont actuellement en cours de séquençage, ce qui veut dire que la source potentielle de gènes d’intérêt et d’idées de transformations qui peuvent y être associées est en pleine expansion. Une fois les éléments du transgène choisis et assemblés, il faut trouver un moyen de le transférer dans des cellules qui seront capables de le transcrire et de le traduire. Il est possible de transférer cette petite molécule d’ADN, qui pourra s’exprimer, mais seulement temporairement. Mais si l’objectif est de modifier ou d’améliorer les fonctions d’un organisme, il faut une expression durable du transgène et que cette nouvelle fonction puisse être transmise aux descendants. Pour ce faire, le transgène doit être intégré au génome hôte. Des systèmes de transfert naturels d’ADN existent. Nous avons vu que les virus sont des molécules d’ADN encapsulées n’ayant d’autres moyens d’exprimer leurs gènes qu’en utilisant la machinerie cellulaire d’un hôte. Les virus peuvent ainsi infecter des bactéries, des plantes ou des animaux, mais sont chacun très spécifiques. Pour infecter, ils doivent pouvoir pénétrer dans la cellule hôte et cette étape est très spécifique. Certains virus (rétrovirus) sont, en plus, capables de faire intégrer leur information génétique dans le génome de leur hôte. Cette intégration est permise par l’existence de séquences présentes de part et d’autre de l’ADN viral, qui seront reconnues par le génome hôte, lequel acceptera alors sa césure et l’intégration. On sait aussi depuis longtemps que les bactéries peuvent échanger de l’ADN, essentiellement sous la forme d’une petite molécule circulaire d’ADN appelée « plasmide », qui est mobile et qui peut passer d’une cellule à une autre. Ces petites molécules permettent de conférer de nouvelles fonctions à la bactérie receveuse, des fonctions avantageuses. Par exemple, les plasmides comportent souvent des gènes de résistance aux antibiotiques. Les plasmides restent souvent libres dans la cellule bactérienne, mais certains ont aussi la capacité de s’intégrer au génome de la cellule hôte. Le passage et l’intégration de plasmide bactérien à la cellule d’un organisme supérieur sont plus rares. Le cas le plus connu est celui d’Agrobacterium tumefaciens, bactérie dont le plasmide est capable d’entrer dans la cellule et le noyau végétal et de s’intégrer à son génome. Ces systèmes sont très spécifiques de certaines populations bactériennes, de même que les possibilités de transfert bactérie/organisme supérieur ne sont possibles que pour un couple d’espèces bien déterminé.
Techniques de Transfert de Gènes
Une fois les éléments du transgène choisis et assemblés, il faut trouver un moyen de le transférer dans des cellules qui seront capables de le transcrire et de le traduire. Il est possible de transférer cette petite molécule d’ADN, qui pourra s’exprimer, mais seulement temporairement. Mais si l’objectif est de modifier ou d’améliorer les fonctions d’un organisme, il faut une expression durable du transgène et que cette nouvelle fonction puisse être transmise aux descendants. Pour ce faire, le transgène doit être intégré au génome hôte. Des systèmes de transfert naturels d’ADN existent. Nous avons vu que les virus sont des molécules d’ADN encapsulées n’ayant d’autres moyens d’exprimer leurs gènes qu’en utilisant la machinerie cellulaire d’un hôte. Les virus peuvent ainsi infecter des bactéries, des plantes ou des animaux, mais sont chacun très spécifiques. Pour infecter, ils doivent pouvoir pénétrer dans la cellule hôte et cette étape est très spécifique. Certains virus (rétrovirus) sont, en plus, capables de faire intégrer leur information génétique dans le génome de leur hôte. Cette intégration est permise par l’existence de séquences présentes de part et d’autre de l’ADN viral, qui seront reconnues par le génome hôte, lequel acceptera alors sa césure et l’intégration. On sait aussi depuis longtemps que les bactéries peuvent échanger de l’ADN, essentiellement sous la forme d’une petite molécule circulaire d’ADN appelée « plasmide », qui est mobile et qui peut passer d’une cellule à une autre. Ces petites molécules permettent de conférer de nouvelles fonctions à la bactérie receveuse, des fonctions avantageuses. Par exemple, les plasmides comportent souvent des gènes de résistance aux antibiotiques. Les plasmides restent souvent libres dans la cellule bactérienne, mais certains ont aussi la capacité de s’intégrer au génome de la cellule hôte. Le passage et l’intégration de plasmide bactérien à la cellule d’un organisme supérieur sont plus rares. Le cas le plus connu est celui d’Agrobacterium tumefaciens, bactérie dont le plasmide est capable d’entrer dans la cellule et le noyau végétal et de s’intégrer à son génome. Ces systèmes sont très spécifiques de certaines populations bactériennes, de même que les possibilités de transfert bactérie/organisme supérieur ne sont possibles que pour un couple d’espèces bien déterminé.
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OGM et Viabilité Embryonnaire : Analyse des Risques Potentiels
La question de la viabilité embryonnaire est cruciale dans l'évaluation des risques liés aux OGM. Il est important de distinguer les risques théoriques des observations expérimentales et des données scientifiques disponibles.
Duplication des Génomes et Viabilité Embryonnaire
Il est admis que 1 % des embryons de mammifères ont des génomes dupliqués qui ne se retrouvent pas chez les fœtus car ils ne sont pas viables. Ce phénomène naturel de duplication des génomes, bien que rare chez les mammifères, souligne l'importance d'un équilibre génétique précis pour le développement embryonnaire.
Transposons et Mutagénèse
L’existence des transposons et, en particulier, des rétrotransposons joue un rôle important dans l’évolution des génomes des plantes. Les transposons sont des courtes séquences d’ADN capables de se répliquer et de s’intégrer en copie dans un autre site du génome. Le génome du riz peut ainsi contenir des transposons qui représentent 25 % de son génome, soit la taille totale du génome d’Arabidopsis. Ils sont souvent mutagènes mais plus généralement interfèrent avec le fonctionnement des gènes dans lesquels ou au voisinage desquels ils se sont intégrés. Les transposons participent donc à la création de biodiversité.
Risques et Bénéfices : Une Évaluation Nécessaire
Dans tout ce qu’on fait il y a une balance risque/bénéfice qu’on accepte, quand on prend la voiture, on sait qu’il y a beaucoup de morts sur la route, pourtant on prend quand même la voiture pour aller plus vite. Il y a toujours un risque bénéfice. On boit du café, on sait que le café a un léger facteur de risque pour des problèmes cardiaques, on le boit quand même. Parce qu’on veut se réveiller. Donc je pense que dans notre société le rapport risque/bénéfice tel qu’il est perçu a changé avec le temps.
Études et Réglementations : Un Cadre Évolutif
Les OGM sont soumis à des réglementations strictes et à des tests de sécurité rigoureux avant leur mise sur le marché. La pureté des semences conventionnelles est de 98-99 %. La protection juridique des variétés classiques se fait par l’intermédiaire du COV (certificat d’obtention végétale) qui assure un retour financier au semencier et la liberté pour l’agriculteur de disposer librement de la variété. Les OGM peuvent bénéficier en plus de brevets qui ne portent pas sur la plante entière, tout au moins dans l’UE, mais seulement sur les gènes et sur les méthodes permettant d’obtenir de nouvelles lignées. Un gène ne peut être breveté en soi mais seulement son utilisation précise à des fins appliquées. Un gène, en réalité un fragment d’ADN, n’est pas brevetable s’il n’est pas actif, donc transcrit, dans l’organisme où il a été introduit. Les brevets supposent la publication de leur contenu qui peut-être exploité par chacun mais qui implique une redevance pour l’inventeur.
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Tests de Sécurité et Évaluation des Risques
Les tests de sécurité pour la mise sur le marché d’un nouvel OGM prennent dix ans et ils coûtent 7-10 M$.
Réglementations dans l'Union Européenne
Les réglementations concernant les OGM dans l’UE sont cohérentes et très protectrices mais sans doute quelque peu surdimensionnées par rapport aux risques présumés. Elles sont en tout cas appliquées trop lentement pour répondre aux besoins du temps. Il paraît probable et en tout cas souhaitable que ces réglementations soient allégées dans les années qui viennent.
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