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Ingénierie génétique

Ingénierie génétique

 

Le génie génétique (ou ingénierie génétique) est un ensemble de techniques, faisant partie de la biologie moléculaire et ayant pour objet l’utilisation des connaissances acquises en génétique pour utiliser, reproduire, ou modifier le génome des êtres vivants.

Il a souvent pour but la modification des génotypes, et donc des phénotypes.

Le génie génétique est un champ très actif de la recherche car les applications possibles sont multiples, notamment en santé humaine (correction d’un gène porteur d’une mutation délétère, production de protéines thérapeutiques, élimination de séquences virales persistantes, etc.), en agriculture biotechnologique (mise au point de nouvelles générations de plantes génétiquement modifiées, etc.) ou encore pour la mise au point d’outils destinés à la recherche (par exemple pour explorer la fonction d’un gène).

 

1/ Historique

Au début du XXe, la redécouverte des travaux de Mendel (1822-1888) et les travaux de Morgan (1866-1945) sur des mouches permettent de comprendre que l'hérédité est due à la transmission de particules appelés gènes, disposés de manière linéaire sur les chromosomes. Dans les années 1950, est mise en évidence la nature chimique des gènes, ainsi que la structure moléculaire de l'ADN. En 1965, découverte des enzymes de restriction confirmée en 1973 par Paul Berg et ses collaborateurs. Ces protéines capables de découper et recoller précisément l’ADN, donnent aux chercheurs les outils qui leur manquaient pour établir une cartographie du génome. Elle ouvre aussi la voie à la transgénèse, qui permet d'intervenir in vitro sur des portions d'ADN et donc des gènes. La technologie de l'ADN recombinant permet l'insertion d'une portion d'ADN ( un ou plusieurs gènes ) dans un autre ADN.

Chez certains organismes, les technologies mises au point pour introduire un gène dans la cellule vivante restent cependant limitées par le caractère aléatoire de l’insertion de la nouvelle séquence dans le génome. Positionné aléatoirement, le nouveau gène peut inactiver ou perturber le fonctionnement de gènes tiers, ou même être à l’origine d’effets indésirables graves comme le déclenchement d’un processus de cancérisation. Les technologies d'insertion non ciblées ne permettent pas d’obtenir de reproductibilité de l’expérience  : il n’y a pas de garantie que la nouvelle séquence soit insérée toujours au même endroit.

Depuis la fin des années 1990, une nouvelle génération de technologies, capitalise sur des connaissances et des technologies plus récentes, comme les méganucléases et les nucléases à doigts de zinc. Elles permettent d’intervenir sur une zone spécifique de l’ADN afin d’accroître la précision de la correction ou de l’insertion pratiquée, de prévenir ainsi les toxicités cellulaires et d’offrir une reproductibilité fiable de l'intervention.

Ces nouvelles technologies d'ingénierie génomique, avec la génomique synthétique (conception de génomes artificiels), figurent actuellement parmi les technologies les plus prometteuses en termes de recherche biologique appliquée et d’innovation industrielle.

 

2/ Production d’organismes génétiquement modifiés

La production d’OGM fait intervenir la plupart du temps une transgénèse, qui permet d’introduire dans le génome d’un être vivant de nouveaux gènes, par insertion de portions d’ADN.

 

3/ Génie génétique appliqué à l'Homme

Le génie génétique, l'une des principales avancées scientifiques du vingtième siècle, présente un énorme potentiel de développement. Les possibilités d'application qu'il offre dans la recherche biomédicale suscitent à la fois des espoirs et des craintes.

 

4/ Outils du génie génétique

Recombinaison homologue : Les premières tentatives de modification des génomes ont consisté à modifier des séquences génétiques en utilisant uniquement la recombinaison homologue. Ce mécanisme de maintenance naturel de l’ADN permet de réparer un brin d’ADN en utilisant comme modèle une séquence homologue située sur un autre brin.

Il est possible d’induire des recombinaisons homologues entre l’ADN naturel d’une cellule et un brin d’ADN exogène introduit par les chercheurs, en utilisant comme vecteur le génome modifié d’un rétrovirus par exemple, Le phénomène de recombinaison est suffisamment souple pour qu’il soit possible d‘introduire un certain niveau de changement (ajout, suppression ou modification d’un portion d’ADN) au niveau de la zone d’homologie visée.

Dès les années 1980, Mario R. Capecchi et Oliver Smithies ont travaillé sur la recombinaison homologue de l'ADN comme outil de « ciblage de gène », c’est-à-dire comme instrument d’inactivation ou de modification de gènes précis. Avec la collaboration de Martin J. Evans, ils ont mis au point un procédé permettant de modifier le génome de souris en modifiant l’ADN de cellules souches embryonnaires murines en culture, et en injectant ces cellules souches modifiées dans des embryons de souris. Les souris génétiquement modifiées ainsi générées permettent d’étudier des maladies humaines en laboratoire. C’est aujourd’hui un outil couramment utilisé en recherche médicale. Les travaux des trois chercheurs leur ont valu le Prix Nobel de médecine en 2007.

Enzymes de restrictions : Les enzymes de restriction couramment utilisées en biologie moléculaire pour couper l’ADN interagissent avec des séquences constituées de 1 à 10 nucléotides. Ces séquences, très courtes et souvent palindromiques, sont généralement présentes à plusieurs endroits du génome (le génome humain comprend 6,4 milliards de bases). Les enzymes de restriction sont donc susceptibles de couper la molécule d’ADN à de multiples reprises.

Pour pratiquer une chirurgie des génomes précise et sûre, les scientifiques se sont donc tournés vers des outils plus précis. L’ingénierie ciblée des génomes est rendue possible par l’utilisation d’enzymes capables de reconnaître et d’interagir avec des séquences d’ADN suffisamment longues pour n’exister, en toute probabilité, qu’en un exemplaire unique dans un génome donné. L’intervention sur l’ADN se produit alors précisément au niveau de la séquence ciblée. Avec des sites de reconnaissance de plus de 12 paires de bases, les méganucléases et les nucléases à doigts de zinc répondent à ces critères de spécificité.

Une fois la coupure de l’ADN effectuée, les mécanismes naturels de réparation de l’ADN et la recombinaison homologue permettent d’incorporer une séquence modifiée ou un gène nouveau.

Le succès de ces différentes étapes (reconnaissance, coupure, recombinaison) dépend de divers facteurs, parmi lesquels l’efficacité du vecteur qui introduit l’enzyme dans la cellule, l’activité enzymatique de coupure, les capacités cellulaires de recombinaison homologue et probablement l’état de la chromatine au locus considéré.

Ingénierie par méganucléases : Découvertes à la fin des années 1980, les méganucléases sont des enzymes de la famille des endonucléases qui présentent la caractéristique de reconnaître des séquences d’ADN de grande taille, de 12 à 40 paires de bases. Parmi ces méganucléases, les protéines du groupe LAGLIDADG, qui doivent leur nom à une séquence d’acides aminés conservée, sont les plus nombreuses et les mieux connues.

Ces enzymes ont été identifiées dès les années 1990 comme des outils prometteurs pour l’ingénierie des génomes. Néanmoins, malgré leur diversité dans la nature, et même si chacune d’elles peut présenter de petites variations de son site de reconnaissance de l’ADN, il existe trop peu de chances de trouver la méganucléase adaptée à l’intervention sur une séquence d’ADN bien déterminée. Chaque nouvelle cible d’ingénierie génomique nécessite ainsi une première phase d’ingénierie protéique afin de produire une méganucléase sur mesure.

Ingénierie par nucléases à doigts de zinc : Les nucléases à doigt de zinc sont des enzymes de restrictions synthétiques crées en fusionnant des domaine à doigt de zinc avec des domaine de coupure de l'ADN. La combinaison de 6 à 8 doigts de zinc dont les domaines de reconnaissance ont été caractérisés, il est possible d’obtenir des protéines spécifiques de séquences d’une vingtaine de paires de bases. On peut ainsi contrôler l’expression d’un gène spécifique. Il a été montré que cette stratégie permet de promouvoir un processus d’angiogenèse chez l’animal. Il est également possible de fusionner la protéine ainsi construite avec le domaine catalytique d’une endonucléase afin de provoquer une cassure ciblée de l’ADN et d’utiliser ces protéines comme outils d’ingénierie des génomes.

Les nucléases à doigts de zinc sont des outils de recherche et développement qui ont déjà été utilisé pour modifier des génomes variés, notamment par les laboratoires fédérés dans le Zinc Finger Consortium. L’entreprise américaine Sangamo Biosciences utilise les nucléases à doigts de zinc pour des travaux sur l’ingénierie génétique des cellules souches et la modification de cellules immunitaires à des fins thérapeutiques. Des lymphocytes T modifiés font actuellement l’objet d’essais cliniques de phase I, portant sur le traitement d’un cancer du cerveau (le glioblastrome) et la lutte contre le SIDA.

Ecrit par Angelgym34 
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Titepau04 (23:27)

Bah d'habitude elles sont un peu plus longues mais moins fréquentes

Titepau04 (23:27)

Même entre les 2 épisodes yen avait une

Titepau04 (23:27)

Je pense qu'il y a eu 5 pubs en fait, 2 par épisode et une entre les deux

stanary (23:28)

Et c'est sur TF1 ?

Titepau04 (23:29)

Oui

stanary (23:29)

Ah bah alors ils ont tout changé

Titepau04 (23:30)

Je pense qu'ils ont fait parce que les épisodes étaient plus longs

Titepau04 (23:30)

65 min par épisode

stanary (23:33)

Ah oui la je comprends mieux. J'avais jamais vu ça à la télé c'est pour ça

Titepau04 (23:34)

C'est désagréable

stanary (23:37)

Au pire regarde si une autre chaine diffuse la série

Titepau04 (23:38)

Je crois pas qu'il y en ait d'autre ... c'était les derniers de la saison

stanary (23:42)

Et c'est déjà fini ?

Titepau04 (23:42)

Oui ça y est

Titepau04 (23:42)

Yen a que 8

stanary (23:44)

8 épisodes ? ah mais c'est meilleur alors !

Titepau04 (23:56)

Nooonnnnn c'est trop court!!!

stanary (00:17)

Ah ça, ça dépend quand même des séries. Bon moi je vais me coucher. Bonne nuit !

Titepau04 (10:33)

Bonjour tout le monde!!!

serieserie (11:14)

Hello la citadelle!

Sonmi451 (14:46)

Bon week end!

Chaudon (17:21)

Depuis début décembre, le quartier "Elementary" a un NOUVEAU SONDAGE ! Soyez nombreux pour voter !

Chaudon (17:22)

...Désolé, je me suis trompé d'HypnoRooms . Comment enlever mon précédent message ?

Sonmi451 (18:35)

En papotant ^^

Sonmi451 (18:35)

Mais moi j'ai du mal à écrire, y a un bébé

Sonmi451 (18:36)

qui veut l'ordinateur lol

Minamous (20:27)

L'HypnoGame Arrow commence dans 30 minutes et il reste des places, alors s'il y a des retardataires, n'hésitez pas à nous rejoindre

Minamous (20:28)

oups...je croyais que j'étais sur HypnoPromo, sory

Titepau04 (21:13)

Sonmiiiii!!! Tu es là??!!

Hypnotic (12:58)

Elle a pas l'air là

Titepau04 (17:06)

Bonjour !!!! Venez vous inscrire aux concours de Noël dans les quartiers de ncis Los Angeles et s club 7!!!
Et n'hésitez pas à commenter les calendriers au passage!!
Et profitez-en pour voter sur le sondage ncisla!!!!

chrismaz66 (17:39)

'Soir, venez départagez nos ex-aequo au sondage House, et Torchwood va bientôt fêter ses 10 ans : animations signées Choup! Un petit coucou serait sympa Merci

serieserie (09:44)

Tout dernier jour pour vous inscrire à la soirée HypnoGame ARROW de samedi soir!! Allez si vous aimez un minimum la série et que vous avez envie de passer une bonne soirée avec nous, venez vous inscrire à l'accueil, n'aillez pas peur!!!!

SeySey (14:50)

Bonjour! Nouveaux design & sondage sur le quartier Under The Dome! Venez donner votre avis

oOragnarOo (15:10)

bonjour, venez voter à la photo du mois sur SONS OF ANARCHY et VIKINGS merci d'avance

Merane (16:41)

Bonjour, le sondage sur l'épisode 6.04, Relics, de Teen Wolf, vient d'arriver . N'hésitez pas à voter et à partager votre avis, merci .

Sonmi451 (22:10)

La bannière de noel d'urgences attendent vos votes dans préférence, merci.

Titepau04 (22:17)

Bonjour !!!! Venez vous inscrire aux concours de Noël dans les quartiers de ncis Los Angeles et s club 7!!!
Et n'hésitez pas à commenter les calendriers au passage!!
Et profitez-en pour voter sur le sondage ncisla!!!!

Titepau04 (22:18)

Calendrier de Noël pour les jolies sorcières de Charmed!!!

arween (08:32)

Bonjour à tous ! Venez nous rendre visite sur The Night Shift pour participer à notre grande animation (ouverte à tous), commenter le joli calendrier réalisé par serie² et voter au sondage ! Merci

arween (08:33)

Dollhouse vous attends pour voter au sondage et commenter le calendrier fait par Xana. Merci pour vos visites

mnoandco (09:17)

Hello, le quartier Blacklist vous propose de venir voter pour ses HypnoAwards. Venez découvrir chaque jour une nouvelle catégorie! Vous avez oublié ! Pas de soucis ! Vous pouvez voter pour les catégories précédemment proposées et ce pendant les 15 jours que dure l'animation !

serieserie (09:29)

Heyyy! Lucifer vous attend pour son animation 'Le diable s'habille en Prada'!!

liliju (10:16)

Ca vous dit une ptite interview collective pour Noël sur le quartier Supernatural? je vous attend sur le topic spécial interview. Et n'oublier pas le calendrier de l'avent sur le quizz. Merci à tous. On ne peut rien faire sans vous

Titepau04 (10:32)

Bonjour !!!! Venez vous inscrire aux concours de Noël dans les quartiers de ncis Los Angeles et s club 7!!!
Et n'hésitez pas à commenter les calendriers au passage!!
Profitez-en aussi pour voter sur le sondage ncisla!!!! et pas besoin de connaître la série!

Titepau04 (10:33)

Calendrier de Noël pour les jolies sorcières de Charmed!!!

serieserie (12:22)

On oublie pas de venir voter pour le concours #OneChicagoOS sur Chicago PD

angie5 (12:35)

Bonjour, nouveau design pour le quartier de sous le soleil, vous pouvez commenter sur le forum dédié et n'hésitez pas à commenter les épisodes d'une famille formidable saison 13 diffusé depuis lundi !! et si vous voulez donner un coup de main, envoyez-moi un mp. merci. bonne journée. Bonne visite!!

mnoandco (14:44)

Hello, le quartier Blacklist vous propose de venir voter pour ses HypnoAwards. Venez découvrir chaque jour une nouvelle catégorie! Vous avez oublié ! Pas de soucis ! Vous pouvez voter pour les catégories précédemment proposées et ce pendant les 15 jours que dure l'animation !

mnoandco (14:45)

Le quartier Blacklist, en plus de l'animation HypnoAwards, vous propose de jolis calendriers pour ce mois de décembre. N'hésitez pas à venir voter, commenter vos choix, donnez votre avis sur ces créations!

mamynicky (15:01)

'Jour les 'tits loups Le quartier Empire voudrait connaître vos goûts en matière de chants de Noel.

chrismaz66 (16:40)

Mamy je déteste les chants de noël, ça m'file le cafard ! Mais bon je vais voter parce que c'est toi

chrismaz66 (16:42)

Choup nous a concocté des animations spécial 10 ans de ouf pour Torchwood, venez jouer, pas besoin de connaître la série! Apportez juste vos yeux et votre cerveau

Phoebus (18:20)

Bonjour, Photo de l'épisode et Review de l'épisode 8x06 (celui du 2 décembre) sur le quartier The Vampire Diaries.

Sonmi451 (21:27)

Merci voter dans préférence.

Minamous (20:28)

HypnoGame Arrow dans 30 minutes sur la citadelle, il reste des places, n'hésitez pas à nous rejoindre si vous voulez vous amuser avec nous

bedou (09:10)

Bonjour, Je rappelle que vous avez jusqu'au 16 décembre prochain pour participer au concours de Once Upon a Time. Je compte sur vous ! Merci et bon dimanche

mnoandco (09:21)

Hello! Le quartier Blacklist attend vos votes pour les "Blacklist Hypno Awards". Plusieurs catégories sont déjà en vote et le resteront pendant toute la durée de l'animation. Les calendriers de décembre attendent également avec impatience vos commentaires.

Titepau04 (09:45)

Bonjour !!!! Encore quelques jours vous inscrire aux concours de Noël dans les quartiers de ncis Los Angeles et s club 7!!!
Et n'hésitez pas à commenter les calendriers au passage (ncisla, s club 7, house et charmed) !
Profitez-en aussi pour voter sur le sondage ncisla!!!! et pas besoin de connaître la série!

Chaudon (11:20)

Depuis début décembre, le quartier "Elementary" a un NOUVEAU SONDAGE ! Soyez nombreux pour voter !

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