EnviF406 2B09 10

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					Les organismes génétiquement modifiés: les OGM
rappel de quelques notions de biologie:

Un OGM est un organisme vivant au sein duquel le
matériel génétique a été modifié.

C'est à partir de la découverte que des bactéries et des
virus pouvaient naturellement transférer du matériel
génétique

que l'homme a cherché à utiliser cette voie pour modifier
des organismes vivants:
plantes
animaux ("dolly", première brebis clonée)
mais aussi des bactéries et des levures
• aujourd'hui lorsqu'on parle d'OGM on considère par
  matériel génétique
• des gènes provenant d'autres espèces

• ce qui différentie de la sélection variétale traditionnelle
La plus part des applications développées
actuellement concernent:
- La résistance aux herbicides
- La résistance aux ravageurs
- L’amélioration des critères technologiques
- La production de molécules à haute valeur ajoutée
(industrie, médecine)


et le très controversé gène destiné à empêcher la
multiplication des semences "brevetées"
Dia empruntée à la présentation de J. Van Helden ULB à la journée "OGM" de Bioforum 13 9 07
Les plantes transgéniques: les arbres aussi

La fabrication de pâte à papier consomme énormément d'énergie et de
produits chimiques (chlore, soude, …).

Un des problème vient de la lignine, molécules végétales responsables de la
rigidité des tissus végétaux.

exemple: une expérimentation menée en France par l'INRA
Institut national français de la recherche agronomique, inscrite dans un projet
européen
Plantation de peupliers transgéniques, premier essai

Modification quantitative et qualitative de la lignine, influence sur les
caractères papetiers et la qualité du bois. Recherche de l'induction
de la stérilité chez un clone femelle.
 Numéro d'enregistrement CGB : B/FR/03.06.01
Prolongation de l'expérimentation B/FR/95.03.05

Description synthétique des plantes génétiquement modifiées
Plante d'origine :
Peuplier grisard de la section Leuce
Hybride interspécifique Populus tremula x Populus alba = Populus canescens
Clone : INRA N° 717 1B4, clone femelle
• Plantes génétiquement modifiées
  1. Lignification : les plantes ont été modifiées dans l'objectif de
  diminuer le niveau d'expression de deux enzymes intervenant dans
  la chaîne de biosynthèse des lignines. Celles qui font l'objet de la
  présente demande sous expriment fortement soit l'O-méthyl
  transférase = OMT (ASB2B et ASB10B, de l'ordre de 90 % de
  réduction) soit la cinnamyl alcool déshydrogénase = CAD (SCAD1,
  ASCAD T21 et ASCAD T52, de l'ordre de 70 à 80 % de réduction).
  Ceci ce traduit par une modification de la composition de la lignine.
  Les plantes ont été obtenues par l'insertion de fragments - en
  position sens ou antisens - d'ADN isolés d'une banque d'ADNc de
  feuilles de peuplier " Hunnegen" (Populus trichocarpa x Populus
  deltoïdes).


• 2. Stérilité : les plantes ont été modifiées par insertion en position
  sens ou antisens d'un ADNc complet de 1 320 paires de bases, d'un
  gène floral homéotique (PtFL) de peuplier (Populus trichocarpa)
  impliqué dans la transition d'un méristème inflorescentiel en un
  méristème floral.
• But de la dissémination
• 1. Lignification : dans la fabrication des pâtes à papier, les lignines
  sont indésirables et doivent être éliminées. Elles sont un facteur
  important de pollution et leur réduction ou modification pourraient
  permettre une amélioration notable aux niveaux économique et
  écologique. Différentes enzymes sont impliquées dans la formation
  de la lignine. La modification de leur activité pourrait conduire à la
  production de moins de lignine ou d'une lignine différente. Dans le
  cadre d'un projet européen (ECLAIR-OPLIGE N° AGRE-0021-
  C(EDB)), des peupliers transformés ont été obtenus et pour certains
  d'entre eux, les activités OMT et CAD sont fortement réduites. Les
  premières analyses sur de petits échantillons, révèlent une
  meilleure extractabilité de la lignine. En conséquence, les objectifs
  de cette étude en champs sont :

• de vérifier sur le long terme le développement des plantes afin de
  s'assurer de l'absence d'effet négatif des modifications apportées
  sur d'autres caractéristiques des arbres ;
• d'étudier l'évolution des activités enzymatiques OMT et CAD et de
  leurs conséquences selon les saisons et les années successives ;

• d'étudier l'évolution des caractéristiques technologiques et
  papetières de matériel âgé.
• 2. Stérilité : chez le peuplier, si le risque de dissémination et de
  pollution des espèces est relativement faible, il n'est cependant pas
  nul dans les conditions naturelles. Afin de pallier cette éventualité il
  est important d'étudier la possibilité de produire des individus qui se
  révéleraient stériles. Des peupliers, ayant incorporé un gène
  homéotique (en position sens et antisens) directement impliqué
  dans le programme de mise en place des fleurs ont été obtenus.
  L'objectif est de déterminer la conséquence de cette modification
  sur l'apparition de bourgeons floraux dans les conditions naturelles.
   Le clone 717 1B4 fleuri naturellement vers l'âge de 4 à 5 ans.
Résistance aux herbicides

!!! la résistance aux herbicides existe naturellement
le maïs résiste à l'atrazine et à la simazine,
avec pour conséquence un usage à ce point intensif
qu'il a fallu pratiquement interdire l'usage de ces herbicides
à cause de la pollution des eaux

et la résistance aux herbicides de certaines adventices
(mauvaises herbes) est en expansion

au point de poser de gros problèmes de désherbage

la cétaire verticillée est une plante très envahissante
difficile à combattre chimiquement
elle résiste à de très nombreux produits
résistance aux herbicides:

pour les OGM, l'herbicide concerné est le roundup ou
glyphosate ou un dérivé le glufosinate d'ammonium (nom
commercial "Basta")

résistance aux maladies et ravageurs

particulièrement recherché lorsque les moyens chimiques
de lutte sont déficients (difficile ou impossible)

exemple le maïs sensible aux attaques d'une chenille:
la pyrale (Ostrinia nubilalis)

Avantage: moins de recours aux pesticides
On utilise en lutte biologique une bactérie qui secrète
une toxine qui n'est active que dans le tube digestif des
chenilles

bacillus thuringensis

l'idée a été de transférer le gène qui contrôle la
production de cette toxine dans des plantes

le maïs ainsi modifié est connu sous le nom de maïs Bt

qui représente aujourd'hui plus de 100.000 ha en
Espagne (32.000 en 2003), une exception en Europe
pyrale du maïs: dégats
Pyrales du maïs: mâle et femelle
les controversés gènes destinés à empêcher la
multiplication des semences "brevetées"

la création de "nouvelles plantes", de nouveaux cultivars
améliorés par génie génétique coûte très très chers d'où
la volonté d'empêcher la multiplication hors circuits
commerciaux des semences

la "solution"
les gènes de stérilité mâle qui empêchent
l'autofécondation et donc la multiplication de semences
hybrides (action sur l'expression des gènes, sur l'ARN)

on en trouve déjà plusieurs "sur le marché" produit par les
multinationales des semences (Syngenta (fusion de groupes
suisses) et Monsanto)
l'amélioration qualitative des plantes
       - composition
       - critères technologiques

Composition: exemple des familles de plantes comme celle
des céréales sont pauvres en certaines protéines ou leurs
protéines sont pauvres en certains acides aminés
essentiels.
Comme il s'agit de familles botaniques, pour améliorer on
doit rechercher dans d'autres groupes de plantes et recourir
aux techniques de transgénèse (OGM)
critères technologiques:

- maturation retardée pour faciliter récolte et transport
avant commercialisation
- meilleure conservation: exemple la betterave dont le
cycle industriel (sucrerie) est très court au regard des
investissements
KWS une société de semence teste une betterave qui par
un allongeant de la durée du stockage permettrait de
réduire les coûts de production (amortissement de l'usine)
et de s'attaquer aux nouveaux enjeux des biocarburants à
des coûts beaucoup plus bas
La production de molécules à haute valeur ajoutée
(industrie, médecine)

c'est l'enjeu majeur des OGM car haute valeur ajouté
= haut intérêt


Le secteur médico-pharmaceutique investit énormément
dans la biotechnologie des OGM. Pour certaines
maladies, la technique des OGM permet déjà la
production massale de médicaments à des prix
abordables (ex. : insuline pour les diabétiques).
A l’avenir d’autres maladies devraient ainsi pouvoir être
soignées.

Il faut rappeler que par le passé on extrayait l'insuline dans
les abats (pancréas) de porcs et de bovins récupérés dans
les abattoirs.
La production de métabolites (enzymes, hormones, …) dont
la déficiente est responsable de maladies, revêt un grand
potentiel en terme de santé et d'économie.

La production par des microorganismes (levures, bactéries)
dans des enceintes confinées que sont les fermenteurs
réduit fortement les risques de dissémination.
l'insuline:
c'est une hormone qui régule le taux de sucre dans le
sang

Le diabète est une maladie très répandue

La première utilisation d'insuline d'origine animale
remonte aux années 1920
insuline de chien puis de bœuf puis de porc (plus
proche de celle de l'homme, un seul acide aminé
diffère)
Depuis +/- le début des années 1980 l'insuline a été
produite par des bactéries (E. Coli) (groupe Lilly)
puis par des levures (groupe Novo)

on évite ainsi tous les problèmes de collectes des abats
(pancréas) dans les abattoirs puis de purification et on évite
les problèmes liés à la différence de composition

et on peut produire en masse ce médicament

en fermenteur
Risques

- évasion
       conditions
       distinguer résistances à insecte et à herbicide

- effet "colatéraux"
        un gène ≠ une fonction
        exemple du colza "blindé" avec gènes antibactéries
(glucanase), antichampignons (chitinase), anti insectes
(trypsine) …
le gène qui fabrique la glucanase modifie la composition
du nectar d'où chutte des visites des abeilles
indspensables car le colza est cultivé pour ses graines
pas d'abeilles plus de graines
mais attention !! ce type d'accident n'est pas limité aux
OGM
colza passage du cultivar initial aux cultivars 0 puis 00
amertume et acide érucique (toxique) …
autre risque
majeur pour l'homme: les allergies

exemple: introduction de la production de protéines de la
noix du brésil (riche en acides aminés soufrés dont la
méthionine) dans d'autres plantes comme le soja


ces protéines sont responsables des allergies
soja: tourteaux = principal intrant des aliments pour bétai

     et dérivés très utilisés comme additifs agro-alimentaires
     (lécithine, …)
Les pays principaux producteurs d'OGM
USA
Argentine
Brésil
Canada
Chine
Paragay

En Europe: l'Espagne autorise certaines cultures d'OGM
en particulier le maïs Bt
la Roumanie aussi.
En conclusion:
il faut sortir du débat "trop médiatique" pour se faire son
opinion

distinguer les O de OGM: bactéries, levures, plantes et
animaux

risque de dissémination

à réfléchir:

comparaison introduire un gène ou des organismes (lutte
biologique) comme une coccinelle asiatique Harmonia
axyridis qui menace aujourd'hui notre "bipunctata".
Ces coccinelles introduites, très voraces, mangent
d'abord les coccinelles indigènes (concurrentes), elles
pullulent, et s'introduisent dans les maisons - allergies)
Coccinelle asiatique introduite en lutte biologique

				
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