Organisme génétiquement modifié - Définition
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Principales applications des OGM
Les OGM sont utilisés dans les domaines de la recherche, de la santé, de la production agricole, et de l'industrie.
OGM utilisés en recherche fondamentale
En recherche fondamentale, l'obtention d'OGM n'est pas forcément un but mais le plus souvent un moyen de trouver des réponses à certaines problématiques : comment les gènes contrôlent-ils le développement d'un embryon ? Quelles sont les étapes de division de la cellule ? À quoi correspond chaque moment de son développement ?
L'inactivation d'un gène est une méthode utilisée en laboratoire pour comprendre le rôle et le fonctionnement de ce gène. Dans certains cas cette inactivation se fait par transgénèse en insérant un fragment d'ADN à la place du gène à étudier.
Étude des gènes du développement, et évolution
Par exemple en transférant un gène de souris chez la drosophile, on a pu montrer qu'en plus d'une similarité de séquence il y avait une similarité de fonction entre certains gènes de deux espèces. Ainsi le gène Hox-b9 de souris a été transféré dans un embryon de drosophile ce qui a modifié son plan d'organisation faisant apparaitre un ébauche de patte à la place des antennes. On obtient le même résultat si on mute le gène Antennapedia de la drosophile. Il y a donc une fonction semblable pour ces deux gènes : ils contrôlent le développement embryonnaire chez ces deux espèces. On montre ainsi que les mécanismes d'expression génique lors du développement embryonnaire sont les mêmes chez ces deux espèces, ce qui met en évidence le lien de parenté et un des processus de l'évolution des espèces.
Cartographie et séquençage des génomes
Les séquençages des génomes humain et d'autres espèces, comme ceux de Drosophila melanogaster ou d'Arabidopsis thaliana, ont été conduits dans un contexte de recherche fondamentale avec comme objectif à terme des applications médicales.
L'analyse de génomes entiers nécessite la constitution de « banques génétiques », c'est-à-dire des dispositifs matériels dans lesquels l'ADN à analyser est « rangé » et disponible. L'ADN de l'espèce à étudier est découpé puis inséré dans le génome de micro-organismes (bactéries ou virus). Chacun de ces micro-organismes constitue un clone contenant une portion précise de l'ADN, ce qui permet de le manipuler à tout moment. Ceci permet d'identifier des gènes et de connaître leur position sur les chromosomes. Enfin cela aboutit au séquençage complet du génome.
OGM utilisés dans le domaine médical
Ce qui existe
Les premiers organismes génétiquement modifiés ont permis la production de substances médicales : insuline utilisée pour soigner le diabète, hormone de croissance humaine utilisée pour soigner certaines formes de nanisme, vaccins anti-hépatite B fabriqués à partir de levures et de cellules d'ovaires de hamster (CHO).
Aujourd'hui, si l'effort de recherche existe toujours dans ces domaines, un pôle très attractif commercialement se développe avec la production d'alicaments. Des aliments enrichis en substances médicamenteuses dans le lait de mammifères existent d'ores et déjà.
Recherche en cours
Les OGM représenteraient une technologie d'avenir pour la médecine et l'industrie pharmaceutique du fait de leur potentiel d'amélioration variétale. Le génie génétique pourrait, par exemple, permettre de lutter contre certaines maladies en mettant en œuvre de nouveaux procédés d’obtention de produits thérapeutiques tels que des anticorps dans le traitement des cancers. Supprimer les gènes de résistance à un antibiotique utilisé actuellement en gène de sélection est un enjeu majeur des recherches actuelles.
Production de médicaments/alicaments : la moléculture
Depuis l'enrichissement de certains de nos aliments en éléments favorables à la santé à la fabrication de médicaments consommés sous forme d'aliments, la frontière est difficile à discerner. L'effort de recherche est très accentué dans ces domaines frontaliers dont les produits sont dénommés par l'industrie agro-alimentaire : alicaments. Ils se portent sur les différents moyens de production des molécules à usages thérapeutiques. Parmi ces moyens de productions, on trouve :
- La culture en plein champs de végétaux modifiés pour fabriquer des molécules à usage thérapeutique (c'est par exemple le cas d' un maïs génétiquement modifié afin de lui faire produire de la lipase gastrique, enzyme produite par le pancréas et qui permet la digestion des graisses -l'insuffisance pancréatique affecte principalement les patients atteints de mucoviscidose et de pathologies du pancréas-), ou améliorés d'un point de vue nutritif comme le riz doré synthétisant du β-carotène.
- L'utilisation de cellule dans le contexte naturel, qu'est l'animal entier génétiquement modifié : sang, lait, liquide séminal, urine mais aussi blanc d'œuf
L’un des domaines les plus prometteurs du point de vue de la rentabilité est la transgénèse appliquée aux espèces laitières, puisque le lait est facile à « récolter » en grande quantité.
Le premier cas de moléculture animale fut une brebis GM développée pour synthétiser dans son lait de l’a-antitrypsine, une protéine utilisée pour soulager l’emphysème chez l’humain. Le transgène codant de cette molécule a pu être isolé chez l'humain, puis introduit dans le génome de la brebis.
La possibilité de produire des médicaments dans des cellules d'insectes apparaît comme une voie importante à Gérard Devauchelle, de l'Unité de Recherches de Pathologie Comparée à l' INRA de Montpellier qui prédit que : "Dans les années à venir c'est certainement ce genre de méthode qui permettra d'obtenir des molécules à usage thérapeutique pour remplacer celles qui aujourd'hui sont extraites d'organes.
L'utilisation d'un procédé plutôt qu'un autre sera déterminée par son efficacité au cas par cas.
Xénogreffe
L'idée d'utiliser des organes d'animaux est ancienne. Le porc, qui présente le double avantage d'être à la fois physiologiquement assez proche de l'espèce humaine et de n'avoir que très peu de maladies transmissibles à celle-ci, est considéré par les spécialistes comme le meilleur donneur d'organes possible. Des porcs transgéniques, pourraient fournir des organes "humanisés. Cette approche thérapeutique présente un réel intérêt mais nécessite encore des travaux de recherche approfondis, notamment dans la découverte de gènes inhibateurs des réactions de rejet ..
Thérapie génique
La thérapie génique consiste à transférer du matériel génétique dans les cellules d’un malade pour corriger l’absence ou la déficience d’un ou de plusieurs gènes qui provoque une maladie. Elle est encore en phase de recherche clinique.
OGM végétaux utilisés dans l'agroalimentaire
Ce qui existe
| Dans les pays industrialisés | dans les pays moins avancés | |
|---|---|---|
| Tolérance aux herbicides | 29 | 37 |
| Résistance aux insectes | 19 | 29 |
| Qualité du produit | 16 | 6 |
| Gènes ajoutés | 12 | 10 |
| Résistance aux virus | 8 | 10 |
| Propriétés agronomiques | 5 | 1 |
| Résistance aux champignons/bactéries | 5 | 3 |
| Autres | 6 | 4 |
Les principales plantes cultivées (maïs, riz, coton, colza, betterave, pomme de terre, soja, œillets, chicorée, tabac, lin, tournesol) ont des variétés génétiquement modifiées. On trouve aussi des tomates, fraises, bananes, chou, chou-fleur, etc.
Les premières plantes génétiquement modifiées (PGM) le furent pour être rendues tolérantes à un herbicide. Aujourd'hui, du maïs, du soja, du coton, du canola, de la betterave sucrière, du lin sont génétiquement modifiées pour résister à une molécule contenu dans des herbicides totaux, le glyphosate.
Une autre perspective a conduit à l'élaboration de plantes sécrétant un insecticide. Le maïs Bt, le coton Bt doivent leur nom à Bacillus thuringiensis, un bacille produisant des protéines insecticides et qui confère à ces plantes une résistance aux principaux insectes qui leurs sont nuisibles, notamment la pyrale dans le cas du maïs ou le budworm, dans le cas du coton.
Des aliments transformés (huiles, farines, etc) issus de matières premières génétiquement modifiées sont également commercialisables.
Recherches en cours
Une troisième voie consiste à produire des plantes cultivées génétiquement modifiées pour augmenter leurs qualités nutritives (riz doré) ou leur capacité de résistance aux variations de climat (sécheresse, moussons, etc...). Dites OGM de 2e génération, ces céréales sont toujours en développement.
La recherche s'oriente aujourd'hui vers la modification de plusieurs traits dans une seule plante génétiquement modifiée. Par exemple le gouvernement chinois pilote un projet visant l'amélioration de la qualité nutritive d'un riz, mais également son adaptation aux environnements stressants (sécheresse, salinité, etc). Ce riz, nommé GREEN SUPER RICE, devrait également comporter plusieurs gènes de résistances à des insectes et maladies.
La suppression des gènes de résistance à un antibiotique utilisés en gène de sélection ainsi que l'élimination des substances toxiques produites naturellement par certaines plantes sont des axes énoncés des recherches en cours.
Utilisation pour l'industrie
Ce qui existe
Les OGM permettent la production de matières premières à destination de l’industrie : des peupliers OGM ayant un taux de lignine moindre ont été obtenus, facilitant le processus de fabrication de la pâte à papier en réduisant l'utilisation des produits chimiques nécessaires pour casser la fibre du bois. Néanmoins, devant le peu de demande des papetiers, cette production devrait se tourner vers la production de bioéthanol.
Aujourd’hui, les biotechnologies employant des enzymes permettent de traiter les eaux usées industrielles.
En mars 2010, la Commission européenne a décidé, dans la mesure où le Parlement n'avait pu aboutir à une décision, par la voix du commissaire à la Santé et à la Politique des consommateurs, John Dalli, d'autoriser la culture de la pomme de terre transgénique Amflora. Celle-ci est destinée à la production de fécule de pomme de terre pour l'industrie du textile, des adhésifs ou du papier. Est visée une amélioration de la productivité par une économie réalisée sur la production de la matière première, l'amidon. Son autorisation est validée par la directive 2001/18/CE (dite « sur la dissémination volontaire d'OGM »). Son utilisation par l'industrie agro-alimentaire n'est pas prévue, mais la présence non voulue de résidus de cette pomme de terre dans des produits destinés à la consommation (dans la limite de 0.9%), fait l'objet d'une autorisation complémentaire dépendant du règlement 1830/2003/CE, dit « sur la traçabilité des OGM », et du règlement 1829/2003/CE, dit « sur l'étiquetage des OGM ».
Recherche en cours
Des recherches portent sur des plantes ou des micro-organismes génétiquement modifiés permettant de dépolluer les sols contaminés et plus généralement d’éliminer les contaminants de l’environnement (pièges à nitrates...).
