Il ne serait pas exagéré de dire que les organismes génétiquement modifiés constituent “la capacité la plus importante que les êtres humains ont acquise au cours de près de 150 ans d’études génétiques”.
Avec les études de Gregor Mendel (1822-1884), nous avons commencé à découvrir que les caractéristiques des êtres vivants étaient codées dans leurs gènes il y a environ 150 ans.
Cependant, l’humanité sait depuis très longtemps que le caractère se transmet d’ancêtre en fils et le pratique. Par exemple, la méthode du haras en agriculture, dans l’élevage de chiens ou de chevaux est une méthode utilisée depuis plus de 10 000 ans. De même, le croisement est une autre méthode appliquée aux plantes et aux animaux afin d’obtenir un nouvel individu possédant le caractère souhaité.
Même à une époque où les êtres humains ne connaissaient ni l’ADN ni l’essence de l’entreprise, ils souhaitaient développer un être vivant doté des traits de caractère souhaités.
Le principe de base de la haras et du croisement est que les créatures dont les caractères sont destinés à être transférés doivent être capables de s’accoupler entre elles. Par exemple, le croisement de deux variétés de blé est facile et permet de transmettre les caractères souhaités de génération en génération.
Cependant, comme dans l’accouplement des chevaux et des ânes, malgré la naissance d’un “mulet” doté de la force d’un cheval et de l’endurance d’un âne, la stérilité du mulet signifie que la force et la robustesse ne peuvent pas perdurer pendant des générations dans un seul être vivant.
D’autre part, il n’est pas possible de transférer la force du cheval à une race de vache par croisement. La haras et le croisement sont donc des méthodes valables tant que les parents sont membres de la même espèce.
Cependant, les méthodes de haras et de croisement ne garantissent pas que le “fils” aura les caractéristiques désirables; c’est une question de probabilité. Parfois, ces méthodes naturelles peuvent donner au fils des caractéristiques non désirées ainsi que des caractéristiques souhaitables.
Le développement de la science et de la technologie a permis, à partir du 20e siècle, de donner aux êtres vivants le caractère souhaité dans une autre dimension. Après 1946, les êtres humains ont eu la capacité de réaliser du “génie génétique”.
En termes simples, le génie génétique peut être expliqué comme “la modification d’un trait caractéristique d’un être vivant en interférant avec la structure génétique de cet être vivant.”Contrairement aux méthodes naturelles haras et de croisement, le génie génétique permet d’obtenir le caractère souhaité entre différentes espèces.
Après cette introduction, il est nécessaire de définir quelques concepts afin d’expliquer le sujet en détail et d’éviter d’éventuelles confusions de sens;
Concepts Génétiques
Génétique: C’est la science qui examine les caractères des êtres vivants à l’échelle des gènes et du matériel héréditaire. Aussi appelée science de l’hérédité. Le matériel héréditaire est l’ADN (acide désoxyribonucléique) et l’ARN (acide ribonucléique).
ADN: C’est la matière organique qui porte des informations sur tous les traits de caractère du vivant et sur tout le fonctionnement de l’organisme. Les informations sur toutes les caractéristiques fonctionnelles et structurelles de l’organisme sont disponibles dans l’ADN.
Si nous devions faire une analogie; nous pouvons comparer l’ADN au texte d’un livre.
Les lettres de l’ADN sont appelées “nucléotides” et il n’y a que 4 lettres dans son alphabet (Adénine, Thymine, Guanine et Cytosine). Tous les mots de l’ADN sont composés de 3 lettres. Trois lettres se réunissent pour former des mots significatifs; Ces mots d’ADN sont appelés “codons”.
Le chromosome est le livre. Le chromosome fait référence à une structure complète créée en ajoutant l’avant-propos, la liste des matières, la bibliographie et la couverture au texte du livre (ADN).
Il y a 46 livres (chromosomes) dans la bibliothèque génétique (génome) d’une personne. Il reçoit 23 de ces livres de sa mère et 23 de son père. Les domaines des 23 livres sont différents les uns des autres.
Par exemple, on peut imaginer 23 livres différents, un écrit dans le domaine de la physique, un en géométrie et un en sociologie. Dans le domaine de la physique, un livre du père, un livre de la mère; dans le domaine de la sociologie, on peut imaginer qu’un livre soit reçu de la mère et un autre du père.
C’est pourquoi on dit que “l’homme possède 23 paires de chromosomes.” Cependant, bien que les domaines et les titres des livres empruntés à la mère et au père soient les mêmes, le contenu des sujets peut être différent.
Par exemple, la couleur des yeux, l’exemple le plus connu, est un sujet du livre 15 (Chromosome 15). Cependant, le contenu de la couleur des yeux peut être différent dans le livre pris à la mère et différent dans celui pris au père.
Dans ce cas, la bibliothèque (génome) du fils contient deux inscriptions de couleurs d’yeux différentes héritées de ses parents, et la plus dominante se reflète dans sa structure physique.
Les gènes sont des sujets distincts dans les livres; Il contient toutes les informations sur un sujet avec tous les détails. Un humain possède entre 20 000 et 30 000 gènes.
Certains gènes sont constitués de quelques centaines de nucléotides (lettres), tandis que d’autres sont constitués de millions de nucléotides. Le nombre de gènes (sujets) contenus dans les chromosomes (livres) est différent les uns des autres.
L’ARN est le papier carbone utilisé pour copier l’ADN. L’ARN possède également un alphabet de 4 lettres, mais contrairement à l’ADN, il comporte la “lettre” Uracil au lieu de Thymine. C’est pourquoi lors de la copie, il y a de l’uracile dans l’ARN par rapport à la lettre qui est de la thymine dans l’ADN (par exemple, le codon qui est “ATA” dans l’ADN est exprimé par “AUA” dans l’ARN).
Les chromosomes sont situés dans le noyau au centre de chaque cellule. Par exemple, lorsqu’une protéine doit être produite dans la cellule, la partie pertinente de l’ADN est copiée et de l’ARN est formé. L’ARN va aux ribosomes et transfère toutes les informations sur la production de cette protéine au ribosome.
Gène: Le morceau d’ADN qui peut exprimer à lui seul un trait de caractère ou une action s’appelle un gène.
Modification Génétique: C’est la modification d’un trait ou d’un caractère dans un organisme en altérant ou en faisant taire ses gènes. Dans ce contexte, le gène de l’être vivant peut être modifié, amélioré, réduit au silence ou un gène prélevé sur un autre être vivant ou produit artificiellement peut être inséré dans le génome de l’être vivant.
Technologie de l’ADN recombinant: Il s’agit de la modification d’un être vivant en combinant des gènes de différents êtres vivants.
En parcourant l’exemple donné ci-dessus, considérons, par exemple, une usine de plein champ. Comme tout être vivant, il possède des livres (chromosomes) qui contiennent des informations génétiques. Imaginez qu’un gène (sujet) introuvable dans les chromosomes de cette plante soit transféré, par exemple, d’une bactérie.
Supposons que cette bactérie puisse produire des toxines contre les insectes. Lorsque le gène responsable de la production de cette toxine est copié et ajouté au chromosome de la plante de plein champ, une plante de champ capable de produire des toxines contre les insectes peut émerger.
Par conséquent, dans cet exemple, la culture de plein champ est rendue résistante aux insectes grâce à la technologie de l’ADN recombinant.
Organismes Génétiquement Modifiés (OGM): Est le nom donné aux êtres vivants dont la structure génétique a été modifiée. Il est généralement utilisé comme abréviation OGM. Son nom anglais est Genetically Modified Organisms (GMOs).
Plante Transgénique: Plantes dont la structure génétique a été modifiée.
Animal Transgénique: Animaux dont la structure génétique a été modifiée.
Microorganismes Transgéniques: Microorganismes dont la structure génétique a été modifiée.
Comment les organismes génétiquement modifiés sont-ils produits?
La production d’organismes génétiquement modifiés (OGM) est généralement un processus en 4 étapes. Ces processus sont;
1. Identification du gène,
2. La duplication ou la production artificielle du gène,
3. Insertion du gène dans la cellule et
4. Développement d’un être vivant avec un nouveau génome.
Tout d’abord, le gène responsable du trait caractéristique que l’on souhaite conférer à l’être vivant doit être identifié et isolé d’un autre être vivant ou construit artificiellement.
Le gène est ensuite combiné avec d’autres éléments génétiques, notamment une région promotrice et terminatrice et un marqueur sélectionnable.
Différentes techniques sont disponibles pour insérer ce gène obtenu dans le génome de la “nouvelle créature”. Les bactéries peuvent être amenées à absorber de l’ADN étranger, généralement par choc thermique ou électroporation.
Chez les animaux, il est généralement inséré dans les cellules de l’animal par microinjection. L’injection peut se faire directement dans le noyau ou grâce à l’utilisation de vecteurs viraux.
Dans les plantes, le gène est inséré, généralement par recombinaison médiée par Agrobacterium, biolistique ou électroporation.
Puisque le gène en question est placé dans une seule cellule à ce stade, l’organisme doit être reproduit à partir de cette seule cellule. Chez les plantes, cela se fait grâce à la culture tissulaire. Chez l’animal, il faut s’assurer que le gène inséré est présent dans les cellules souches embryonnaires.
Au début de la modification génétique, le matériel génétique était inséré de manière aléatoire dans le génome de l’hôte. Cependant, au cours des 30 dernières années, des techniques de ciblage génétique et des techniques de localisation précise ont été développées.
Parmi ces techniques, TALEN et CRISPR sont les techniques les plus utilisées et chacune possède ses propres avantages. Les TALEN ont une spécificité de cible plus élevée, tandis que CRISPR est plus facile à concevoir et plus efficace.
Histoire des organismes génétiquement modifiés
Dans les années 40 et 50, avec la découverte de la manière dont les êtres humains modifiaient la structure génétique d’un être vivant, la voie à la transformation de ces études scientifiques en produits commerciaux a été ouverte.
En 1982, la FDA a approuvé la bactérie génétiquement modifiée Escherichia coli, capable de produire de grandes quantités d’insuline, pour fournir de l’insuline aux diabétiques. Ainsi, les OGM sont entrés pour la première fois dans nos vies.
La première plante génétiquement modifiée (plante transgénique) a été produite en 1983 à partir d’un plant de tabac résistant aux antibiotiques. Avec l’introduction du tabac résistant aux virus au début des années 1990, la Chine est devenue le premier pays à commercialiser un produit transgénique.
En 1986, en référence à la commercialisation des organismes génétiquement modifiés, les États-Unis ont pris la première mesure en matière de réglementation légale concernant les organismes génétiquement modifiés. À cet égard, en 1992, la FDA a déclaré que les aliments dérivés de plantes issues d’organismes génétiquement modifiés devaient répondre aux mêmes normes et exigences de sécurité que les aliments dérivés de plantes cultivées de manière conventionnelle.
En fait, les années 90 ont été celles où la commercialisation des produits transgéniques a explosé. En 1994, la tomate transgénique «Flavor Saver» a été approuvée par la Food and Drug Administration (FDA) pour sa commercialisation aux États-Unis. Ces tomates génétiquement modifiées avaient la particularité de mûrir plus tard.
En 1996, un total de 35 autorisations avaient été accordées pour la culture commerciale de 8 cultures transgéniques présentant 8 caractères différents et une espèce de clou de girofle dans 6 pays et dans l’UE.
En 2003, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et l’Organisation pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), affiliées aux Nations Unies, ont préparé des lignes directrices et des normes internationales pour déterminer la sécurité des aliments OGM.
En 2003, un animal (GloFish) a été génétiquement modifié et commercialisé pour la première fois.
En 2005, environ 13 % des courges cultivées aux États-Unis étaient des courges génétiquement modifiées pour les rendre résistantes aux trois virus.
Depuis 2011, les États-Unis sont en tête de liste en matière de production de produits génétiquement modifiés. Actuellement, il existe différents types d’aliments génétiquement modifiés tels que le coton, le soja, le canola, la pomme de terre, l’aubergine, la fraise, le maïs, la tomate, la laitue, le melon et la carotte sur les marchés mondiaux, dans la mesure permise par leurs propres réglementations légales.
Outre les aliments, il existe également des produits génétiquement modifiés tels que des médicaments, des aliments pour animaux, des fibres et des vaccins. Le premier animal génétiquement modifié approuvé pour une utilisation alimentaire a été le saumon AquAdvantage en 2015.
En 2016, les États-Unis ont adopté une loi exigeant l’étiquetage de certains aliments génétiquement modifiés et ont exigé que le terme “bio-ingénierie” soit utilisé sur l’étiquette des aliments OGM.
En 2017, des pommes issues d’organismes génétiquement modifiés ont été proposées à la vente aux États-Unis. L’ananas rose OGM a été introduit auprès des consommateurs américains en 2020.
État actuel des organismes génétiquement modifiés
Les bactéries sont les organismes les plus faciles à modifier génétiquement et sont sujettes à des modifications génétiques à différentes fins telles que la recherche, la production alimentaire, la purification industrielle des protéines (y compris les produits pharmaceutiques) et l’agriculture.
Les champignons sont des organismes qui subissent une modification génétique dans un but presque identique. Les virus jouent un rôle important en tant que vecteurs pour ajouter des informations génétiques à d’autres organismes. Les virus ont généralement une utilité importante en thérapie génique humaine.
La modification génétique est appliquée aux plantes à des fins de recherche scientifique, pour obtenir de nouvelles couleurs chez les plantes, pour produire des vaccins et améliorer les cultures. L’application la plus fondamentale de la modification des plantes consiste à établir une tolérance aux herbicides ou une résistance aux insectes. Cependant, comme dans l’exemple du “riz doré”, une intervention génétique peut être impliquée afin d’augmenter sa valeur nutritionnelle.
D’autres domaines d’application des plantes transgéniques sont les bioréacteurs pour la résistance à la sécheresse et au froid, la production biopharmaceutique, de biocarburants ou de médicaments.
Les principaux pays producteurs de plantes transgéniques dans le monde sont les États-Unis, l’Argentine, le Brésil, le Canada, l’Inde et la République de Chine. Aujourd’hui, les plantes transgéniques les plus cultivées sont le soja, le maïs, le coton et le colza.
Il est souvent beaucoup plus difficile de transformer génétiquement des animaux et la grande majorité en est encore au stade de la recherche. Les mammifères sont les meilleurs organismes modèles pour l’homme. Par conséquent, des mammifères génétiquement modifiés sont développés pour découvrir et développer de nouveaux traitements contre les principales maladies humaines.
La modification génétique chez les animaux est appliquée pour améliorer des caractéristiques économiquement importantes telles que l’élevage, le taux de croissance, la qualité de la viande, la composition du lait, la résistance aux maladies et la survie, en dehors des objectifs de la recherche. En outre, le génie génétique a été proposé comme moyen de lutter contre les moustiques, vecteurs de nombreuses maladies mortelles.
Bien que la thérapie génique humaine soit encore relativement nouvelle, des études sur la modification génétique chez l’homme sont en cours pour traiter des troubles génétiques tels qu’un déficit immunitaire combiné sévère et l’amaurose congénitale de Leber.
Nourritures génétiquement modifiée
Un pourcentage important du canola produit aujourd’hui aux États-Unis est constitué d’OGM et est principalement utilisé pour produire de l’huile végétale. L’huile de canola est la troisième huile végétale la plus consommée au monde. La modification génétique du canola est appliquée pour assurer la résistance aux herbicides et améliorer la composition de l’huile.
En 2010, 86 % de la récolte de maïs cultivée aux États-Unis et au Canada et 32 % de la récolte mondiale de maïs en 2011 étaient OGM.
L’huile de coton est utilisée à la fois à la maison et dans l’industrie comme huile de salade et de cuisson. Environ 93 % de la récolte de coton américaine est constituée d’OGM.
95 % des betteraves sucrières produites aux États-Unis sont produites à partir de graines génétiquement modifiées. Les betteraves sucrières résistantes aux herbicides sont autorisées en Australie, au Canada, en Colombie, dans l’UE, au Japon, en Corée, au Mexique, en Nouvelle-Zélande, aux Philippines, dans la Fédération de Russie, à Singapour et aux États-Unis.
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