Les bactéries ont inventé le génie génétique – et nous les controverses

Les bactéries ont inventé le génie génétique – et nous les controverses

Jenna Gallegos

Au cours des 50 dernières années, trois découvertes majeures ont alimenté le domaine du génie génétique. Ensemble, elles ont révolutionné la médecine et l'agriculture. Individuellement, elles ont déclenché des controverses.

Génie génétique : la première découverte majeure

C'est la fin des années 1960. Quelque part entre l'Été de l'Amour [1967] et le dernier alunissage, les scientifiques ont découvert quelque chose d'extraordinaire au sujet des bactéries. Pour se défendre contre les virus, les bactéries ont développé des ciseaux moléculaires appelés enzymes de restriction.

Les enzymes de restriction reconnaissent et coupent des motifs spécifiques de séquences d'ADN. Ces modèles sont communs, mais ils n'apparaissent pas dans les gènes de la bactérie. L'ADN envahisseur qui pénètre dans la bactérie peut donc être coupé par des enzymes de restriction et désarmé.

En utilisant des enzymes de restriction, les scientifiques peuvent couper et coller ensemble de l'ADN de différentes espèces. Par exemple, en coupant le gène de l'insuline humaine et en le collant dans des bactéries, nous pouvons utiliser les bactéries comme usines biologiques pour produire de l'insuline pour les patients diabétiques.

Les enzymes de restriction sont comme des ciseaux moléculaires qui coupent des séquences spécifiques d'ADN. Les scientifiques les utilisent pour couper et coller l'ADN.

Génie génétique: applications en agriculture

Avance rapide, jusqu'au début des années 1980. Avant la guerre contre la drogue ou la catastrophe de Challenger, les scientifiques ont découvert quelque chose d'inhabituel à propos de certaines bactéries du sol. Lorsque ces Agrobacterium infectent une plante, ils coupent un petit ensemble d'ADN et le collent dans le génome de la plante. L'ensemble donne aux cellules végétales l'instruction de se diviser et de produire de la nourriture pour les bactéries.

Les scientifiques peuvent employer Agrobacterium pour « livrer » leurs propres ensembles. En utilisant des enzymes de restriction, ils remplacent certains gènes d'Agrobacterium par un gène codant pour un trait utile, comme la résistance à des insectes ou des agents pathogènes. L'Agrobacterium insère ensuite le gène dans la plante cultivée.

Le génie génétique réinventé: la révolution CRISPR

Puis, en 2011, l'année où OMG et LOL ont été ajoutés au dictionnaire, CRISPR est entré en scène. L'acronyme n'est pas facile à prononcer, mais ce que cela signifie vraiment, c'est que les bactéries ont un système immunitaire qui peut apprendre.

Les bactéries stockent une bibliothèque de l'ADN qui reste des envahisseurs précédents dans des motifs répétitifs. Cet ADN ainsi conservé produit un message moléculaire appelé ARN, qui interagit avec une protéine spécialisée. Cette protéine, appelée Cas-9, coupe les séquences d'ADN envahisseuses qui correspondent à l'ARN. Ce système, appelé CRISPR-Cas9, permet aux bactéries de se souvenir et de désarmer les menaces potentielles.

Les scientifiques peuvent utiliser les mécanismes de couper-coller de CRISPR-Cas9 pour éditer très précisément des gènes dans toutes sortes d'organismes.

L'enzyme Cas9 est une sorte de scalpel moléculaire qui est guidé vers une séquence d'ADN très spécifique par un messager moléculaire appelé ARN. Les scientifiques peuvent utiliser ce système CRISPR-Cas9 pour effectuer des modifications extrêmement précises.

Génie génétique: perspectives et protestations

Chacune de ces découvertes – enzymes de restriction, agrobactéries et CRISPR – a été faite un peu par accident. L'étude de la façon dont les bactéries se défendent nous a permis de nous défendre contre des agents pathogènes et des maladies, de maintenir les prix des aliments à un niveau bas et de développer des produits de qualité supérieure. Mais avant que ces outils n'aient pu être mis en œuvre, nous devions décider comment les utiliser.

Lorsque les enzymes de restriction ont été découvertes, les scientifiques ont soigneusement réfléchi à l'éthique du génie génétique. En 1975, un petit groupe d'experts, de journalistes et de personnes « ordinaires » s'est réuni à la célèbre conférence d'Asilomar pour discuter de ce qu'il fallait faire avec cette technologie. Après quatre jours de débats houleux, les participants ont publié une déclaration recommandant des mises en garde et des garanties. Cette déclaration a servi de base pour les directives officielles publiées plus tard par l'Institut National de la Santé [états-unien].

Bien que les bactéries produisant de l'insuline soient des organismes génétiquement modifiés au sens propre de l'expression, le terme « OGM » n'a commencé à circuler largement que deux décennies après la conférence d'Asilomar. Une OGM-manie a éclaté lorsque les scientifiques ont commencé à insérer des gènes étrangers dans les plantes.

La résistance vigoureuse, en particulier, aux plantes génétiquement modifiées est très déroutante. Peu de gens protestent contre l'utilisation de bio-usines pour produire des médicaments. D'autres aliments, tels que le fromage produit avec le concours du génie génétique [ma note : grâce à une enzyme produite par une bactérie similaire à celle de la présure de veau], ont également fait l'objet de peu de contestation. Pourtant, il existe des organisations entières qui se sont engagées dans la protestation contre les plantes GM.

Les gens ne sont pas d'accord sur le point de savoir si une plante ou un animal produit à l'aide de CRISPR devrait être considéré comme un OGM. Historiquement, le statut d'OGM ne s'applique qu'aux organismes transgéniques, ceux qui contiennent un gène qui n'a pas été inséré par une méthode d'amélioration des plantes traditionnelle.

CRISPR peut être utilisé pour couper un gène entier et le coller dans une plante, tout comme les enzymes de restriction et Agrobacterium. La plante transgénique résultante serait certainement considérée comme un OGM.

D'un autre côté, CRISPR peut être utilisé pour apporter des changements si petits et si subtils qu'il serait impossible de dire s'ils se sont produits naturellement. Par exemple, si CRISPR était utilisé pour remplacer un seul A par un G, ce changement serait indiscernable d'une mutation naturelle de A à G.

De toute évidence, le génie génétique est une question complexe. Il y a plusieurs façons de faire, et la limite entre les différentes méthodes peut être floue. Les applications potentielles du génie génétique sont encore plus diverses.

Lorsque les parties prenantes se sont réunies pour la première fois à Asilomar pour discuter du génie génétique, leurs débats se sont concentrés sur les applications et sur la question de savoir si les produits qui en résultaient pouvaient être dangereux. La plupart des scientifiques s'accordent à dire que les débats d'aujourd'hui devraient se concentrer sur les applications spécifiques du génie génétique, et non sur le processus lui-même.

Après tout, le processus n'est pas nouveau. Les bactéries font du génie génétique sur elles-mêmes et leurs voisins depuis une éternité. Nous ne les avons rattrapées qu'il y a quelques décennies.

_______________

Source : https://allianceforscience.cornell.edu/blog/2018/02/bacteria-invented-genetic-engineering-we-made-it-controversial/