transgenèse

Définition

Introduction d’un ou plusieurs gènes d’une espèce donnée, au sein du génome de cellules végétales ou animales d’une autre espèce, afin d’obtenir leur expression dans les cellules-hôtes.

n. f. (lat. trans, au-delà, de l’autre côté, par-dessus et genesis, naissance).

Voir : celluleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcellule

Unité biologique de base de tout organisme, réduite à elle-même chez les protozoaires et les protophytes, ou associée à d’autres ayant la même structure et la même fonction pour constituer un tissu, chez les pluricellulaires végétaux comme animaux., espèceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigespèce

Ensemble d’individus se ressemblant plus entre eux qu’à aucun autre, capables de produire une descendance fertile par reproduction sexuée., expression d'un gèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigexpression d'un gène

Traduction de l’information portée par un gène, correspondant à la synthèse d’une protéine., gèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggène

Structure d’ordre moléculaire de l’ADN, contrôlant un caractère héréditaire particulier., génomeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggénome

Ensemble des gènes portés par les molécules d’ADN du noyau (génome nucléaire), des mitochondries (génome mitochondrial) et des chloroplastes (génome chloroplastique), les molécules d’ADN des bactéries, ou par les acides nucléiques viraux (ARN ou ADN)..

Informations complémentaires

La transgenèse nécessite l’utilisation des techniques du génie génétique.

L’organisme transformé est appelé organisme génétiquement modifié (OGM) ou organisme transgénique.

Le code génétique étant le même pour tous les organismes (il est dit universel), les gènes à transférer peuvent être pris dans une grande diversité d’espèces (bactéries ou eucaryotes) ou même être conçus artificiellement.

Un gène introduit dans un génome (transgène) peut se transmettre aux générations successives, en passant le «filtre» de la méiose, comme tous les autres gènes.

Voir : artificielplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigartificiel

Ce qui est produit par l’homme à l’aide de techniques plus ou moins complexes., bactérieplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbactérie

Microorganisme unicellulaire (de 1 à quelques micromètres) ne possédant pas de noyau véritable (procaryote), ni d’autres organites., code génétiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcode génétique

Système de correspondance entre les séquences des nucléotides des ARN messagers (codons) et les acides aminés, permettant à l’information génétique d’un génome de s’exprimer., eucaryoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigeucaryote

Cellule, ou organisme dont le matériel génétique (ADN) est constitué de plusieurs chromosomes localisés à l’intérieur d’un noyau isolé du cytoplasme par une membrane biologique., génie génétiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggénie génétique

Ensemble des méthodes et des techniques permettant l’étude, la manipulation et la modification du génome d’un organisme., méioseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigméiose

Chez les végétaux comme chez les animaux, ensemble de deux divisions successives d’un noyau cellulaire permettant le passage de l’état 2n chromosomes à l’état n., OGMplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigOGM [alias]

Voir : organisme génétiquement modifié..

Technique

La transgenèse comporte plusieurs étapes dont les premières constituent une véritable construction génétique.

Étapes de préparation au transfert (identification, isolement, intégration et multiplication d'un gène d'intérêt)

Les gènes d’intérêt (transgène) sont de natures très diverses et concernent soit les animaux, soit les plantes. Leurs caractères peuvent-être la qualité nutritionnelle, la résistance à des maladies, à des insectes ravageurs ou à des herbicides. Les premières étapes sont dans l’ordre :

repérer un caractère intéressant dans un organisme vivant ;
identifier la protéine correspondant à ce caractère. Par exemple, pour une plante de grande culture, la protéine qui par sa toxicité repousse un ravageur ;
identifier, localiser, et isoler, par les techniques de biologie moléculaire, le transgène à l’origine de cette protéine et la séquence de nucléotides la codant ;
ajouter, en amont et en aval de la séquence, des segments particuliers d’ADN qui permettront la lecture du gène dans un nouvel environnement cellulaire. On ajoute également un gène marqueur qui permettra de trier les cellules ou organismes le portant et, par voie de conséquence, le transgène auquel il a été greffé. Par exemple, le marqueur peut-être la résistance à un antibiotique ou à un herbicide ;
insérer la construction génétique dans une petite boucle d’ADN d’origine bactérienne (plasmide), qui sera multipliée (clonée) en grand nombre pour augmenter les chances de transfert, étape suivante.

Voir : cloneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigclone

Ensemble d’individus ou de cellules, les uns et les autres génétiquement identiques, provenant d’un seul individu ou d’une seule cellule, par multiplication végétative., herbicideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigherbicide

Produit destiné à la destruction des plantes indésirables dans un agrosystème (adventices)., ravageurplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigravageur

Espèce provoquant de graves dommages aux cultures..

Transfert du gène dans le génome-cible

Il s’agit d’introduire l’information génétique nouvelle dans le génome des cellules-cibles. La méthode de transfert peut utiliser :

un vecteur biologique (bactérie ou virus rendus non virulents). Dans le cas du transfert d’un gène dans le génome d’une plante, le vecteur est une bactérie (Agrobacterium).
la projection de microbilles enrobées d’ADN portant la construction génétique choisie ;
des micro-injections dans les cellules-hôtes (technique la plus fréquente pour les animaux),
des substances chimiques ou des champs électriques, permettant de faire des trous dans la membrane plasmique pour y faire passer à l’ADN.

Voir : ADNplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigADN

Macromolécule support de l’information génétique et de l’hérédité., membrane plasmiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmembrane plasmique

Membrane biologique limitant chaque cellule et assurant l’interface entre l’intérieur et l’extérieur de celle-ci..

Modification directe d'un gène cible

Une nouvelle méthode, dite CRISPR Cas9, se distingue de la transgenèse parce qu’elle permet de cibler une zone spécifique de l’ADN, de la couper et d’y insérer la séquence ADN que l’on souhaite. À la différence des organismes transgéniques, ces organismes ne possède aucun ADN étranger dans leur génome et ne peuvent être distingué d’un mutant naturel ou d’une variété classique.

Voir : CRISPR Cas9.

Développement des organismes génétiquement modifiés

À ce stade, il est nécessaire de vérifier que le transfert a été efficace (transformation génétique), c’est-à-dire que l’OGM se développe normalement et qu’il exprime le caractère intéressant :

pour les plantes, ce développement nécessite la régénération d’individus à partir de cellules somatiques modifiées ;
pour les animaux ce développement se fait à partir d’embryons transformés, les animaux ne pouvant pas se régénérer à partir de cellules somatiques.

Voir : cellule somatiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcellule somatique

Cellule végétative d’un organisme jeune ou adulte, dont l’avenir est indépendant des lignées cellulaires donnant les gamètes (germen)., nucléotideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignucléotide

Unité de base des macromolécules d’ADN ou d’ARN, faite d’un ensemble comprenant un acide phosphorique (H3PO4), un sucre (ose) et une base organique azotée., régénérationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigrégénération

Restauration, par un organisme, d’un tissu ou d’un organe détruits naturellement (régénération physiologique) ou accidentellement (régénération traumatique), chez les végétaux comme chez les animaux..

Contraintes de la transgenèse

Les contraintes sont de natures très différentes. En font partie, par exemple :

l’exigence d’une très haute technologie : les moyens devant être mis en œuvre ne sont à la portée que de très grosses entreprises qui peuvent ensuite imposer le choix du matériel vivant à utiliser (espèces, variétés, etc.) ;
le nombre restreint de caractères concernés : la difficulté du mode opératoire conduit à ne s’intéresser qu’à des caractères codés par un nombre réduit de gènes.

Transgenèse et nouvelles techniques d'amélioration des plantes (NPBT)

Les NPBT (new plant breeding techniques) regroupent des méthodes d’ingénierie génétique distinctes de la transgenèse. Les grands groupes de semenciers espèrent que cette différence fera que les directives européennes liées aux OGM ne s’appliquent pas. Toutefois, malgré cette différence, la Cour de Justice européenne, en 2018, a décidé que les nouveaux OGM doivent être considérés comme les précédents et soumis aux mêmes exigences d’étiquetage et d’évaluation d’impact.

Voir : NPBTplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigNPBT [alias]

Voir : nouvelle technique d'amélioration des plantes..

Intérêts de la transgenèse

La transgenèse s’applique tant à la transformation des espèces végétales et animales qu’en médecine (thérapie génique). Les intérêts qu’elle présente sont multiples :

gain de temps et de précision : alors que l’obtention de variétés ou de races par les techniques classiques fait intervenir plusieurs générations de croisements (sélection artificielle) au cours desquels tous les gènes sont concernés, la transgenèse permet d’introduire, en une seule étape, un seul caractère, d’où une grande précision ;
dépassement des barrières entre espèces : la transgenèse permet l’introduction de gènes provenant d’organismes donneurs variés dans un organisme receveur, receveur et donneur n’appartenant pas nécessairement à la même espèce. Ce qui n’est pas le cas des sélections classiques basées sur la reproduction sexuée.

Voir : croisementplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcroisement

Processus relevant de la reproduction sexuée, au cours duquel deux individus, l’un mâle, l’autre femelle, très généralement de la même espèce et éventuellement porteurs de caractères héréditaires différents, produisent une descendance., espèceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigespèce

Ensemble d’individus se ressemblant plus entre eux qu’à aucun autre, capables de produire une descendance fertile par reproduction sexuée., raceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigrace

Sous-division de l’espèce ou de la sous-espèce, constituée d’un groupe naturel d’individus présentant un ensemble de caractères héréditaires communs., reproductionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigreproduction

Perpétuation, naturelle ou artificielle, d’un organisme unicellulaire ou pluricellulaire., sélection artificielleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsélection artificielle

Ensemble de méthodes destinées à l’amélioration de végétaux et d’animaux, impliquant le choix d’individus possédant des caractères intéressants pour l’horticulture, l’agriculture ou l’élevage., thérapie géniqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigthérapie génique

Méthode de correction d’un gène muté responsable d’une maladie., variétéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigvariété

Sous-division de l’espèce ou de la sous-espèce, constituée d’un groupe naturel d’individus présentant un ensemble de caractères communs..

Risques associés à la transgenèse

On se reportera à la même rubrique de l’entrée OGM.

Remarque linguistique et/ou historique

Alors que l’orthographe transgenèse se trouve dans la plupart des dictionnaires français, l’écriture transgénèse est recommandée par l’Office québécois de la langue française.

C’est en 1971 que, pour la première fois, Paul Berg fabriqua une bactérie (Escherichia coli) comportant un fragment d’ADN de virus. En 1983 une équipe de chercheurs belges a obtenu des tabacs transgéniques exprimant un gène artificiel les rendant résistants à un antibiotique.

Voir : antibiotiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigantibiotique

Substance naturelle ou artificielle ayant, à faible dose, une action bactériostatique (empêchant la multiplication de bactéries) et, à plus fortes doses, une action bactéricide (tuant les bactéries)., virusplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigvirus

Parasite obligatoire de cellules (procaryotes ou eucaryotes), dont la multiplication ne peut s’effectuer qu’au sein d’une cellule-hôte..