Remarque : ceci est un travail scolaire.
Il n'a pas de caution scientifique, médicale ou autre, et, bien que cet élève ait fait un travail qui a été accepté dans le contexte scolaire, il ne peut prétendre être une source fiable d'informations !
Rapport de biologie Collège Calvin Nov 98

Stéphanie de Figueiredo Mélanie Fischer, 3Sc

Nous pouvons citer une phrase d'Anaxagore qui recoupe en quelque sorte notre question de départ ;

"Comment se fait-il que les lapins ne deviennent pas des carottes ?"

(IVe s. av. J.-C.)

La réponse était alors : Nos aliments ne peuvent changer notre patrimoine génétique.

Introduction :

Elles seront bientôt dans nos assiettes et pourtant 80% des Suisses disent ne pas vouloir manger de plantes génétiquement modifiées. Nul doute que la peur domine. Les modifications génétiques peuvent-elles se transmettre à d'autres organismes ? Ces nouveaux aliments sont-ils toxiques ? Allons-nous développer plus d'allergies ? A toutes ces questions, la majorité des scientifiques répondent que les risques sont pratiquement nuls mais qu'il faut rester vigilant. Mais le consommateur ne l'entend pas de cette oreille car il ne "comprend" tout simplement pas ce qu'il mange ! Tous ces bidouillages génétiques ne lui semblent qu'un pas supplémentaire vers une alimentation artificielle dont il ne veut pas.

Par génie génétique on peut espérer obtenir des plantes qui résistent mieux à la sécheresse, aux variations climatiques, aux agressions par les insectes, par les bactéries ou par les moisissures. On peut aussi tâcher d'obtenir des plantes qui produisent davantage à l'hectare.

Le génie génétique donne la possibilité d'intervenir pour éliminer des facteurs limitants. Appliqué au monde végétal et animal, il représente un outil qui, par sa puissance, sa précision et la rapidité de sa mise en œuvre, a considérablement amélioré nos connaissances des mécanismes qui gouvernent ces deux mondes. Il nous offre la possibilité d'étudier les gènes eux-mêmes et leur traduction en introduisant dans le génome des plantes des séquences modifiées.

Les aliments transgéniques depuis leur apparition, n'ont pas ému le public jusqu'à ce que cette transformation du vivant atteigne une autre échelle et métamorphose le plus banal et le plus familier : les plantes et la nourriture qui en dérive.

La greffe de gênes, rendue possible en 1983, permit de doter les végétaux d'aptitudes nouvelles, telle que l'autodéfense. Ont été ainsi fabriquées des variétés de tomates, colza, soja, maïs, pommes de terre, courges, betteraves, coton, résistants aux herbicides totaux, aux insectes, aux maladies virales, ….

Il existe deux grandes familles de plantes transgéniques : les variétés rendues insensibles aux herbicides totaux et celle résistantes aux insectes. Ces dernières constituent 90% des variétés commerciales ou en attente d'être mise sur le marché.

Comment faire des aliments transgéniques ?

La méthode la plus utilisée pour la modification génétique des plantes est l'utilisation d'une bactérie pathogène des plantes, qui incorpore une partie de ces gènes dans le génome des cellules végétales infectées. Cette bactérie, pour qu'elle soit un vecteur de gènes efficace, a d'abord été privée de ses gènes pathogènes. Les fragments d'ADN ainsi transférés s'intègrent aux chromosomes des cellules végétales et leur font produire des hormones qui provoquent la formation de structures nouvelles, telles des tumeurs des racines, qui favorisent le développement de la bactérie en lui fournissant des éléments nutritifs.

On se servit également du vecteur bactérien pour rendre des cellules végétales résistantes à un antibiotique (kanamycine) qui inhibe la croissance des plantes. Cela permit de montrer deux choses importantes : la plante peut fabriquer des protéines à partir de gènes qui lui sont étrangers, et d'autre part, la résistance à la kanamycine peut servir de marqueur d'intégration de gènes étrangers. Les cellules modifiées engendrent de nouvelles sortes de plantes qui se reproduisent et procurent des stocks de nouvelles cellules qui permettent encore d'être perfectionnés.

Cette méthode simple et précise ne s'applique pas à toutes les espèces. Le maïs est l'une des exceptions. On a tout d'abord essayé d'injecter directement l'ADN dans les cellules, mais ces micro-injections restaient inefficaces, les pointes extrêmement fines des aiguilles se brisant ou se bouchant.

Comment faire du maïs transgénique ?

Une nouvelle méthode fut proposée, celle du bombardement de micro billes d'or.

Prenons précisément l'exemple du maïs. Le but, c'est de produire du maïs qui soit résistant à un herbicide total. Après avoir choisi une lignée, facile d'emploi, on prélève une dizaine de grains sur les épis, une dizaine de jours après la pollinisation. La fécondation ayant déjà eu lieu, le grain contient déjà un embryon. Ces embryons étant assez gros pour être manipulé avec une pincette, ils vont être mis en culture. Ils seront soumis alors à un microbombardement par de toutes petites billes d'or (ayant un diamètre d'un micron ou moins). En effet, si on envoie dans une grosse cellule un tout petit projectile, la cellule ne s'en apercevra pas, et le dommage sera réparé sans trop de difficulté. Ayant précipité l'ADN, celui-ci viendra se coller à ces billes d'or, porteuses d'énergie cinétique parce que très denses.

On peut communiquer à ces billes une énergie cinétique suffisante pour qu'elles soient capables de pénétrer dans les cellules de l'embryon en traversant la paroi cellulaire. L'accélération est obtenue par une décharge du gaz comprimé, notamment l'hélium.

La membrane étant, au contraire de la paroi cellulaire, facile à franchir, l'une des méthodes utilisées consiste à détruire cette paroi afin d'obtenir des protoplasmes (cellules qui sont simplement limitées par la membrane cellulaire). Un inconvénient de cette méthode est la difficulté de récupérer des organismes à partir d'un protoplasme, de pourvoir refabriquer une cellule normale puis un organisme (discipline où excelle la société Novartis qui a déposé de nombreux brevets).

Il y a une grande probabilité pour que l'ADN soit détruit. Néanmoins s'il arrive à proximité d'un chromosomes, il peut être intégré par le mécanisme d'entretien de l'ADN. Cependant, cet ADN ne se place pas toujours au bon endroit, ce qui n'est pas sans conséquences pour la cellule. Cela peut la conduire à une mort cellulaire ou a une mutation. C'est un des problèmes de la thérapie génique. Il se présente deux solution : la première est de laisser le gène à l'extérieur des chromosomes, auxquels cas, il n'y aura pas de modifications. La deuxième est la substitution. Cette dernière présente l'avantage de ne pas modifier l'ordre des gênes.

Si l'on introduit alors un herbicide dans les cultures, seules les rares cellules modifiées résisteront. Celles-ci vont se multiplier, et à partir d'elles on obtiendra une plante.

Avis du Prix Nobel zurichois Rolph Zinkernagel sur les aliments transgéniques :

Pour le Prix Nobel zurichois Rolph Zinkernagel, le maïs transgénique de Novartis n'est pas dangereux. Il ne peut pas affirmer à 100% de l'innocuité absolue pour l'homme d'un nouveau produit, mais s'il existe des risques, il pense qu'ils sont véritablement infimes. Lorsqu'une éventualité est hautement improbable, les gens traduisent immédiatement par "donc impossible".

En fait il y a deux éventualités. La première concerne le passage de l'un des transgènes du maïs-Bt, conférant à une résistance à un herbicide sur une plante sauvage environnante (il serait alors impossible de se débarrasser des repousses, et les herbicides totaux actuels auraient perdu toute efficacité).

La seconde éventualité concerne le passage d'un autre transgènes du maïs chez les bactéries qui peuplent notre tube digestif. La gène en question ici, est un gène de résistance aux antibiotiques. Il n'a aucune fonction sur le plan des rendements agricoles. Il sert simplement de marqueur et permet de préparer le matériel génétique pour modifier les plantes. Or, certains estiment que ce gène de résistance pourrait contaminer les différentes bactéries contenues dans notre appareil digestif, et les rendre insensibles aux traitements antibiotiques.

Devient-on ce que l'on mange ?

La question qui préoccupe sans doute la majorité des consommateurs est plus terre-à-terre : peut-on impunément jouer avec les gènes des plantes qui seront un jour ingérés par les animaux et les hommes ?

Les aliments possèdent leur propre patrimoine génétique sous forme d'acide nucléique qui sera à la fin éliminé par notre organisme.

Mais en novembre 1996, un généticien allemand (Walter Doerfler) a déclaré avoir observé pour la première fois une souris intégrer à son patrimoine génétique un morceau d'ADN qu'elle avait précédemment mangé.

Comme les lapins d'Anaxagore et les animaux en général, nous sommes des êtres hétérotrophes : nous nous nourrissons de substances organiques. Nous extrayons des aliments des graisses, des protéines et des sucres. Leurs composants servent de matériaux (pour synthétiser de nouvelles molécules) et de combustible (pour libérer l'énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire). Les acides nucléiques (supports de l'hérédité) que nous ingérons ne pénètrent pas, en théorie du moins, dans nos cellules. Qu'il s'agisse d'ADN ou d'ARN ces acides sont constitués d'éléments appelés nucléotides, assemblées bout à bout en grand nombre.

L'ADN renferme des nucléotides, qui sont formés par l'assemblage d'une base, d'un sucre et d'un acide phosphorique. Dans chaque portion de l'appareil digestif, des enzymes dites nucléases démontent l'édifice pièce par pièce.

L'ADN porte dans son architecture moléculaire l'information commandant la synthèse des protéines, c'est à dire la séquence de bases suivant laquelle les acides aminés vont s'assembler pour former une protéine de lapin, de carotte ou d'homme. Les bases sont les mêmes d'une espèce à l'autre mais leurs enchaînement diffère. Si un bout d'ADN étranger venait à s'introduire dans une cellule hôte, il pourrait commander la synthèse des protéines spécifiques à son espèce.

Comment réglementer les aliments transgéniques ? (inspiré d'un articles français)

Les consommateurs européens réclament de savoir et de choisir ce qu'ils mangent. Une revendication que légitime le règlement communautaire "nouveaux aliments" du 27 janvier 1997 exige la mention de l'origine transgénique dès lors que l'aliment diffère de son "équivalent" traditionnel. Depuis plus d'un an, les décideurs tergiversent sur les ingrédients qui "font la différence" : protéines modifiées ou gènes greffés.

Depuis le 1er novembre 1997, les dérivés de soja et maïs importés des USA, provenant pour 5 à 15% de plantes transgéniques, ont obligation d'étiquetage, les produits restent vierges de toute mention transgénique.

Les étiquettes n'ont toutefois de valeur que si leur contenu est vérifiable. Or les techniques de sondage développées impliquent des coûts importants, l'accès à la construction génétique (toujours confidentielle) et des ingrédients encore identifiables après transformation industrielle. L'analyse génétique apparaît comme le procédé le plus fiable. Elle consiste à aller à la "pèche au gène" greffé par une réaction appelée PCR (polymerase chain reaction). Mais il faut payer 2000 francs pour un seul sondage.

Beaucoup d'agriculteurs du Vieux continent se sentent aussi leurrés, notamment en France, ceux qui se retrouvent au sein de la Confédération paysanne. Ils ne voient guère les avantages qu'offrent les semences transgéniques, même si Novartis annonce une augmentation de 6% du revenu brut tiré de son maïs antipyrale. De plus ils devront séparer leur moisson des moissons de plantes transgéniques à la récolte de peur de ne pas vendre.

Faut-il se méfier de ce que nous mangeons ?

Toujours en France, en raison de divergences de point de vue, la décision quant à l'étiquetage des aliments transgéniques a été repoussée de deux ans. Ceci veut dire que pendant deux ans, les consommateurs qui seront déjà les cobayes involontaire de cette opération, ne connaîtront même pas la nature des aliments qu'ils achèteront.

Les arguments en faveur de l'introduction des aliments modifiés génétiquement devraient d'abord viser le renforcement de la santé, but même de l'alimentation. Pourtant certains disent que ces aliments favorisent les intérêts de l'industrie biotechnologique aux dépens de la santé et de la sécurité de l'ensemble des citoyens.

Les manipulations génétiques peuvent induire des changements inattendus et non intentionnels, certains pouvant être dommageables pour la santé.

On nous demande d'avoir confiance sans l'administration qui n'accordera son autorisation de mise sur le marché aux aliments génétiquement modifiés qu'après avoir vérifié leur absence de danger sur la base d'un certain nombre de tests. Cependant, il est virtuellement impossible pour l'administration de tenir cet engagement. L'étendue de la vérification est beaucoup trop vaste pour être faite avec certitude ; les manipulations génétiques entraînent de telles modifications du comportement de l'organisme hôte, qu'il est impossible de les prendre toutes en considération ou même d'en prédire les conséquences sur la santé et l'environnement. Les scientifiques avouent eux-mêmes ne connaître que 5% de ce qui se passe réellement dans l'ADN.

Depuis le 1er juillet 1995 (en Suisse ), les emballages de produits alimentaires issus de génie génétique doivent porter la mention "produit OGM". Cette obligation ne concerne cependant pas les produits "séparés de l'organisme et épurés du matériel génétique". Les enzymes échappent donc à cette législation. Par exemple la chymosine, coagulant dans la fabrication des fromages, et qui est extraite de veaux non sevrés. Les biologistes ont mis au point des micro-organismes génétiquement modifiés, capables d'exprimer le gène de la chymosine. En 1998, cette enzyme est autorisée à être mise sur le marché. Si un fromage est fabriqué en Suisse à partir de la chymosine (ce qui est rare), il ne serait pas porteur de la mention "produit OGM", puisque seule l'enzyme est présente et non l'ADN qui a servit à sa fabrication.

Pour les organisations de protection des consommateurs, la mention OGM devrait également être appliquée aux enzymes.

En Europe, un nouveau règlement sur les aliments est rentré en vigueur le 15 mai. Ce texte exige que tout produit contenant ou fabriqué à partir d'OGM doit être étiqueté.

Les USA ne s'encombrent pas de telles difficultés, puisque leur réglementation considère qu'à partir du moment où un aliment est autorisé par les autorités, il n'est plus nécessaire de le signaler comme OGM. Il faut savoir qu'au USA, une plante génétiquement modifiée n'est pas différenciée de son équivalent traditionnel. Donc les récoltes de soja ou maïs sont mélangées avant d'être exportées.

Les nouvelles applications du génie génétique :

La lutte contre les fléaux (bactéries, virus, champignons, insectes) et les herbes folles domine le marché des plantes génétiquement modifiées. Mais les scientifiques sont désormais capables de modifier beaucoup d'autres paramètres qui visent à améliorer la qualité des produits. L'exemple le plus connu est celui de la tomate Flavr Savr de la firme Calgen dotée d'un gène qui ralentit sa maturation, et donc son pourrissement. Mais d'autres plantes en préparation vont nous réserver des surprises : une pomme de terre idéale pour les röstis (teneur en eau réduite), une autre enrichie en protéines, un manioc débarrassé de sa toxine, du café décaféiné, un colza modifié pour produire des huiles appauvries en acides linoléiques afin de réduire les odeurs de fritures… Les possibilités semblent illimitées.

Est-ce un viol de la nature ?

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Dans la nature, les enzymes (de restrictions) sont des mécanismes de défenses, de destruction. Alors qu'en génie génétique on détruit pour récupérer des briques de base avec les quelles on se propose de reconstruire.

Pouvons nous dire que l'homme provoque des opérations qui n'ont jamais existé dans la nature ? 

Tout ce que l'on fait en laboratoire, d'une certaine façon, les cellules le font aussi. Mais pas forcément dans le même ordre. La seule différence que nous pouvons souligner, c'est que l'homme le fait volontairement.

Néanmoins, cela ne se produit pas tel quel dans la nature. On a choisi quelques mécanismes isolé dans la nature et on les a organisés en une séquence hautement improbable. Tout le travail du génie génétique vise à ramener une probabilité nulle à une probabilité opérationnelle.

Conclusion :

Au cours des 40 prochaines années, la production alimentaire mondiale devra tripler pour que les neuf milliards d'hommes puissent se nourrir. Le génie génétique est une des rares solutions nouvelles à ce problème.

Enfin les plantes issues du génie génétique apportent aux agriculteurs les progrès les plus récents de la technique sous une forme qui leur est familière : les graines. Toutes les nations, même les plus défavorisées, auront ainsi accès au progrès sans équipements coûteux. Sans être une panacée, le génie génétique de deviendra une composante essentielle de l'agriculture mondiale.

Bibliographie :

Table des matières :