Les OGM - Comment créer un OGM ?

Comment creer un OGM ?

La fabrication d’un OGM, c’est-à-dire d’un organisme génétiquement modifié est un processus de longue durée et dont son déroulement est assez complexe. Afin de mieux comprendre comment les scientifiques élaborent ces OGM, nous allons étudier les différentes étapes au cours de cette fabrication.

1) L’identification du gène d’intérêt :

Avant de commencer toute manipulation, il est fondamental de bien repérer le "gène d'intérêt"* possédant la fonction précise que l’on désire insérer dans notre organisme. Ce gène peut peut provenir de tout organisme vivant, plante, animal ou bactérie, et cela grâce à l’universalité du code génétique. Après l’avoir repéré, il faut l’isoler de son organisme d’origine et nous entrons ainsi dans la deuxième étape.

2) La fabrication du plasmide :

Après avoir repéré le gène, les scientifiques doivent préparer un plasmide*. Dans ce dernier, on incorpore le gène d’intérêt que nous avons au préalable récupéré, ainsi qu'un autre gène (souvent un gene de resistance a un herbicide H) et un marqueur, ces deux derniers ayant comme rôle de contrôler la réussite de la transformation génétique

3) L’incorporation du plasmide dans la bactérie :

Le plasmide préparé, il faut maintenant l'insérer, incorporant par la même occasion les trois gènes, dans une bactérie*, de l’espèce Escherichia Coli (notée E.C) dans la quasi-totalité des cas. Cette bactérie est la « préférée » des scientifiques puisqu’elle possède la caractéristique de se dupliquer très rapidement.

Source de l'illustration : http://www.ogm-info.com

4) La culture des bactéries :

Après avoir inséré notre plasmide dans une bactérie, on cultive la bactérie. Ayant la capacité de se multiplier à l’identique rapidement, nous nous retrouvons ensuite avec de nombreuses bactéries identiques, possédant chacune le plasmide incorporé dans l’étape 3. C'est ici que le marqueur sert a vérifier que le plasmide a bien été multiplié partout .

Source de l'illustration : http://www.ecplanet.com/canale/salute-7/alimentazione-51/1/0/4735/it/ecplanet.rxdf

5) L’extraction des plasmides :

Après que les bactéries se soient bien développées, il faut à présent isoler les plasmides clonés de la même manière que nous les avons insérés.

6) Le transfert des plasmides :

Nous arrivons ainsi à la phase la plus importante mais également la plus complexe du processus de la transgénèse* . Pour exécuter cette opération, nous disposons de trois méthodes différentes que nous noterons M1, M2 et M3:

M1 : L’utilisation d’une autre bactérie

En effet, pour réaliser le transfert des plasmides, il est possible d’utiliser une autre espèce de bactérie du nom de Agrobacterium tumefaciens (notée A.T). Cette bactérie présente naturellement une capacité à introduire des fragments précis de son ADN* dans le génome* des plantes. Avant d’insérer les plasmides dans les plantes, il faut donc exécuter le transfert entre les bactéries Escherichia Coli et les bactéries Agrobacterium tumefaciens. Pour cela, on utilise une méthode appelée méthode par conjugaison (voir le schéma ci-dessous). Puis, lorsqu’on retrouve nos plasmides dans les bactéries A.T, nous réalisons une co-culture de ces bactéries avec un fragment de tissu végétal extrait de la plante dont nous désirons insérer un nouveau caractère. Grâce à la caractéristique de la bactérie A.T, une partie du plasmide contenant le gène d’intérêt va être transférée dans le noyau d’une cellule végétale, pour intégrer au final son génome, donnant ainsi un nouveau caractère à la plante.

Source de l'illustration : http://www.ogm-info.com/

M2 : L’utilisation du canon biolistique

Si la première méthode peut paraître très complexe, il existe un autre moyen apparemment plus simple pour transférer les plasmides. Cette méthode utilise un appareil nommé « canon biolistique » ou « canon à particules » (voir schéma ci-dessous). Mais avant d’utiliser cet instrument, il nous faut d’extraire les plasmides. Après avoir exécuté cela, on dispose les plasmides sur des petites billes métalliques compatibles avec notre canon biolistique. Puis, il suffit juste d’insérer les billes, cependant avec un grand soin pour s’assurer que les plasmides adhérent, et ensuite de bombarder à l’aide du canon à particules les cellules végétales extraites de la plante dont nous désirons incorporer la nouvelle caractéristique. Le problème étant que les taux de réussite sont tres faibles

Source de l'illustration :
http://www.ogm.gouv.qc.ca/info_vegetaux.html

M3 : L'électroporation :
L'électroporation est une des techniques les plus simples à mettre en œuvre. Elle consiste à soumettre un mélange de protoplastes et d'ADN à des chocs électriques.
Le champ électrique provoque la déstabilisation de la membrane plasmique du protoplaste et conduit à l'ouverture des pores membranaires, facilitant ainsi le passage de l'ADN dans le noyau. Or, les protoplastes baignent dans une solution de plasmides. Ces derniers passent dontc très facilement dans la cellule qui se trouve à son tour génétiquement modifiée.
Cette manipulation est possible car le phénomène d’ouverture des pores est réversible. En effet, si le choc électrique n'a pas été trop violent, la membrane peut alors reprendre son état initial.

7) La culture des cellules végétales :

Possédant le plasmide que nous avons crée au tout début avec le gène d’intérêt, nous allons à présent cultiver ces cellules végétales dans un milieu contenant l’herbicide H, afin de contrôler,comme cela a été le cas auparavant avec le marqueur , que les cellules végétales ont bien incorporé le gène de résistance à cet herbicide. Cette étape permet ainsi de faire une dernière sélection, composée par les cellules et donc les plasmides ayant réussi avec succès toutes les étapes.

Source de l'illustration : http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/svt/program/fichacti/fich1s/Clematite/pages/cellule.htm

8) La culture des Organismes Génétiquement Modifiés :

Avec les cellules végétales possédant les plasmides, il faut maintenant régénérer des plantes entières, c’est-à-dire cultiver des plantes génétiquement modifiées. Les cellules donnent ainsi des plantules, ces derniers donnant au final des plantes possédant le gène d’intérêt que nous avions extrait de son organisme d’origine au tout début de la manipulation. Ces plantes sont ensuite testées en serre puis en champ, pour vérifier leur bon développement, l’efficacité du gène d’intérêt incorporé, la transmission de ce gène à la descendance …
Si ces tests s’avèrent tous être une réussite, les plantes sont alors répandues et commercialisées, selon les lois du pays .