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15.4: Organismes transgéniques
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Organismes transgéniques
 
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15.4: Organismes transgéniques

Aperçu

Les organismes transgéniques sont génétiquement modifiés pour transporter des transgènes — des gènes d’une espèce différente — dans le cadre de leur génome. Le transgène peut être soit une version différente de l’un des gènes de l’organisme ou un gène qui n’existe pas dans leur génome. Les transgènes sont habituellement générés par des techniques de clonage d’ADN et d’ADN recombinants. Les bactéries, les plantes et les animaux transgéniques permettent aux scientifiques d’aborder les questions biologiques et de concevoir des solutions pratiques.

Création d’un organisme transgénique

Les scientifiques commencent le processus de transgenèse — l’introduction d’un transgène dans le génome d’un organisme — en sélectionnant une technique appropriée. Il existe plusieurs méthodes biologiques, chimiques et physiques de transgenèse. Une méthode biologique commune implique l’introduction par virus de l’ADN étranger dans un génome de cellules hôtes, appelé transduction. Une méthode chimique populaire utilise le phosphate de calcium (Ca3(PO4)2). La méthode est basée sur la formation d’un précipité Ca3(PO4)2/ADN pour faciliter la liaison de l’ADN vers les cellules et les saisies. Des méthodes physiques telles que la microinjection , une technique qui utilise une aiguille en verre mince pour insérer manuellement du matériel génétique dans les cellules, introduisent artificiellement l’ADN par la force.

Une fois à l’intérieur de la cellule, un transgène peut s’intégrer au hasard ou à un site spécifique du génome à l’aide d’enzymes de réparation de l’ADN (c.-à-d. recombinaison). Ces cellules transgéniques se multiplient et reproduisent ensuite le transgène dans le cadre de leur génome, exprimant de façon stable le gène d’intérêt du chercheur. Un transgène peut ne pas s’intégrer dans le génome, et donc induire seulement l’expression transitoire du gène d’intérêt du chercheur. Habituellement, un marqueur sélectionnable (p. ex., gène de résistance aux antibiotiques) ou un gène de journaliste (p. ex., GFP) sont inclus avec le gène d’intérêt, de sorte que les cellules ayant une intégration transgène réussie peuvent être identifiées.

Les transgènes peuvent être introduits dans les animaux et les plantes

Chez les animaux, le transgène est généralement inséré dans un ovule fécondé à un stade précoce par micro-injection. L’espoir est que le transgène s’intégrera dans les cellules germinales — cellules précurseurs de la reproduction qui deviennent des gamètes (c.-à-d. l’ovule ou le sperme) — afin qu’il s’exprime dans toutes les cellules de l’organisme en développement. En outre, l’intégration de la lignée germinale est héréditaire, ce qui signifie que le transgène peut être transmis à travers les générations par la reproduction. Les animaux transgéniques sont rétrocroisés — les descendants sont accouplés avec le parent — pour créer des lignées d’animaux homozygotes pour le transgène.

La transgenèse végétale utilise régulièrement une méthode biologique, comme la livraison de vecteurs bactériens, pour introduire l’ADN étranger dans les cellules. Rhizobium radiobacter (anciennement connu sous le nom d’Agrobacterium tumefaciens)est une bactérie pathogène qui peut infecter les plantes et intégrer son ADN plasmide dans le génome de la plante. Les scientifiques ont modifié R. radiobacter afin que l’ADN plasmide puisse transporter un transgène. Des échantillons de tissus végétaux sont cultivés avec R. radiobacter pour permettre l’infection et l’intégration du transgène. Ces tissus sont cultivés davantage sur des supports sélectifs qui induisent la pousse et la croissance des racines jusqu’à ce que la plante naissante puisse être transférée au sol. Ces plantes transgéniques sont croisées pour créer des lignées de plantes transgéniques à haut rendement.

Utilisations pratiques des organismes transgéniques

Les organismes transgéniques ont de nombreuses applications dans l’agriculture, la science, l’industrie et la médecine. Par exemple, des plantes transgéniques ont été produites qui sont résistantes aux insectes pour augmenter le rendement et réduire l’utilisation de pesticides (p. ex., maïs Bt); les bactéries ont été conçues pour être utilisées dans la recherche biomédicale et pour produire des biocarburants; et les animaux transgéniques ont été utilisés pour fabriquer des médicaments, comme les protéines humaines, et pour créer des modèles de maladies humaines. Les scientifiques tirent parti de la puissance des plantes, des bactéries et des animaux transgéniques pour rechercher l’expression des gènes, créer les produits génétiques désirés ou promouvoir des traits précieux.


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