Escherichia coli
Génie génétique
Transgenèse - Thérapie génique
Date de la dernière modification :
15-04-2017
Escherichia coli ou "Colibacille" est une bactérie habituellement présente dans le gros intestin et non pathogène. Elle peut cependant le devenir lorsqu'elle envahit les voies urinaires. Ce microorganisme peut aussi vivre à l'état libre, en particulier dans les eaux. Évacué avec les selles, il circule dans les égouts et peut polluer les eaux qu'il rend non potables, voire impropres à la baignade. Des prélèvements réguliers sont effectués dans les piscines et au niveau des plages pour détecter sa concentration. UN
ÉTONNANT
POUVOIR
DE
SYNTHÈSE
Escherichia coli mesure environ 2 µ (microns ou micromètres) et pèse 10-12 g. C'est une cellule sans noyau véritable, mais possédant tous les éléments nécessaires à la synthèse des protéines, c'est-à-dire un chromosome de 1 mm de long, comportant environ 4 000 gènes et de nombreux ribosomes (*) dans le cytoplasme. Dans les conditions optimales, chaque cellule se divise en 2 toutes les 20 minutes environ. C'est ainsi qu'en moins de 2 jours, 1 seule bactérie pourrait produire, si elle disposait d'une quantité suffisante de nourriture (...) une masse de 6 x 1021 tonnes, égale à celle de la Terre ! Calcul : * En 1 heure, 1 bactérie donne 8 bactéries, soit 23 (3 divisions car 3 x 20 minutes) * En 1 jour : 23 x 24, soit 272 bactéries * En 2 jours : 272 + 72 = 2144 bactéries, ayant chacune une masse de 10-12g * Masse des bactéries produites en 2 jours : 2,23 x 1043 (nombre) x 10-12 = 2,23 x 1031 g * Soit 2,23 x 1025 tonnes (masse de la Terre : 6 x 1021tonnes) Le génie
génétique (ou
recombinaison
génétique,
ou transgenèse)
est
né
vers
1974,
avec
la
découverte
d'enzymes
capables
de
couper
l'A.D.N.
en
des
endroits
précis
: les
enzymes
de
restriction.
D'autres
enzymes,
des ligases,
permettent
au
contraire
de
"recoller"
les
morceaux.
Il devenait ainsi possible d'introduire des gènes humains dans l'A.D.N. d'Escherichia coli en utilisant comme vecteur des plasmides (*) recombinés isolés, ou des bactériophages (*). Cet
A.D.N.
recombiné
étant
ensuite
reproduit
par
la
bactérie,
on
obtient
un
grand
nombre
de
copies
du
gène
étranger
intéressant.
Le
gène
est "cloné".
Il
faut
ensuite
que
ce
gène
s'exprime
pour
qu'il
produise
la
protéine
intéressante,
ce
qui
a
nécessité
la
maîtrise
de
nombreuses
difficultés.
Exemples :
pour
lutter
contre
le
nanisme,
l'hormone hypophysaire de
croissance (STH
ou
hormone
somatotrope)
est
produite
par
génie
génétique
puis
extraite
des
bactéries
par
choc
osmotique. De
nombreuses
autres
substances
sont
ainsi
fabriquées
: insuline (hormone
hypoglycémiante
pancréatique), facteurs
de
coagulation (pour
les
hémophiles), interféron (substance
antivirale), vaccin
de
l'hépatite
B ...
* Ribosomes :
organites
cytoplasmiques
constitués
de
protéines
et
d'acide
ribonucléique
(ARN),
au
niveau
desquels
s'effectue
la
synthèse
des
protéines
à
partir
des
acides
aminés
du
cytoplasme
et
en
fonction
de
l'information
apportée
par
l'ARN
messager
synthétisé
dans
le
noyau.
* Plasmide :
petit
chromosome
circulaire.
* Bactériophage :
virus
se
comportant
en
parasite
de
bactéries.
TRANSFERT DE GÈNE CHEZ DES ÊTRES PLURICELLULAIRES La technique de transgenèse décrite ci-dessus pour les bactéries, ne s'applique pas aux animaux et aux végétaux pluricellulaires. Les chercheurs ont été amenés à trouver des moyens différents pour faire pénétrer le ou les transgènes dans les cellules de ces êtres pluricellulaires. Plusieurs techniques existent qui varient selon les cellules auxquelles sont destinées les transgènes : A - Transgenèse végétale
B - Transgenèse animale
UNE APPLICATION INTÉRESSANTE : LA THÉRAPIE GÉNIQUE La thérapie génique est l'utilisation d'un ou plusieurs gènes comme médicament, pour pallier la déficience d'un gène. Des essais ont été réalisés sur des volontaires atteints de mucoviscidose, mais les résultats ont été décevants. Aujourd'hui, on cible en plus d'autres maladies comme la myopathie, certains cancers, des maladies neurodégénératives (Parkinson par ex.). Les travaux portent sur la conception d'un vecteur efficace et inoffensif. Principe de la méthode
Les essais actuels utilisant un vecteur viral, portent essentiellement sur les cancers, les maladies dues à un seul gène déficient (mucoviscidose, myopathie ...), le SIDA et les anomalies du système vasculaire cardiaque. Il n'y a pas assez de recul pour faire un bilan de ces techniques, mais elles sont très prometteuses. Plusieurs équipes de chercheurs travaillent maintenant sur des chromosomes artificiels qui ont la propriété de s'insérer naturellement dans l'ADN de bactéries. LES ENJEUX ACTUELS DE LA RECHERCHE SUR LES OGM Que l'on soit pour ou contre les OGM, il faut admettre certains faits. La recherche sur les OGM se développe actuellement de façon considérable et touche de nombreux domaines : production agricole, alimentation, santé (diagnostic, traitement et création de nouvelles molécules et vaccins), thérapie génique, amélioration des animaux d'élevage, entre autres. Les enjeux socio-économiques et géopolitiques sont considérables, même si les données sur les plantes transgéniques sont encore insuffisantes (les premières cultures datent de 1995). La recherche sur les risques éventuels (sur la santé des consommateurs, sur les impacts environnementaux) n'en est qu'à ses balbutiements et les réglementations sont encore inexistantes ou insuffisantes.
QUESTIONS SANS RÉPONSES
La législation actuelle, si elle est rigoureusement appliquée, doit en principe garantir la non dissémination de ces OGM. Cela semble possible dans un laboratoire où le confinement est de règle. Cela n'a plus beaucoup de sens pour les cultures d'OGM en plein air. |