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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 (11:33)

je devrais être là mais faut me le rappeler

Titepau04 (11:34)

j'ai le même prof qu'aujourd'hui donc je serais là

Titepau04 (11:34)

il est en train de nous apprendre EXCELL

serieserie (11:34)

wow

Titepau04 (11:34)

tu as vu ça!! lol !

Sonmi451 (11:35)

Excell? lol

Titepau04 (11:35)

vouiiii

Titepau04 (11:35)

je ne l'ai même pas ouvert! lol !

Sonmi451 (11:35)

hé ben tu vas t'éclater x)

Titepau04 (11:35)

bah oui je suis partout sauf sur Excell!! lol !

Sonmi451 (11:36)

Je passe du coq à l'âne

serieserie (11:36)

mdrr tu m'étonnes

Titepau04 (11:37)

lol!!!

Sonmi451 (11:37)

mais avez-vous un site où on peut trouver des infos sur les doubleurs à part wiki?

Titepau04 (11:37)

euuuhhh imdb peut-être

serieserie (11:38)

euh ouais je sais pas trop

serieserie (11:40)

essaye rs doublage sinon

Sonmi451 (11:41)

ok merci ^^

Sonmi451 (11:42)

je vous laisse, je vais nourrir bébé maintenant car hier à 12h, il s'est endormi dans les carottes lol

serieserie (11:42)

ahah ^^

Sonmi451 (11:44)

A toute ^^

Titepau04 (11:44)

bisous

CastleBeck (12:17)

Bonjour ici

Titepau04 (12:21)

bonjour!!

CastleBeck (12:24)

Salut toi, ça va?

Titepau04 (12:26)

bien et toi?

Titepau04 (12:26)

tu déneiges toujours autant?

CastleBeck (12:27)

Ça va...
La plu grosse semaine de déneigement était la semaine dernière... là, on a un air de printemps, ça fond...jusqu'à ce que l'hiver revienne

serieserie (12:54)

Hello!

CastleBeck (12:55)

Salut toi, ça va?

albi2302 (21:12)

Rendez-vous demain soir pour une soirée Live Chat Grey's Anatomy !

natas (21:25)

Bonjour à tous ! Venez nombreux admirer le superbe design signé Nuriko sur le quartier Grimm pour fêter la Saint-Valentin ! Enjoy et commentez, svp !

sabby (11:29)

Bonjour ! Les quartier Dallas, Empire Friday Night Lights et Army Wives attendent désespérément quelques petits votes. Un petit clic serait sympa Bonne journée à tous !!

CastleBeck (14:37)

L'HypnoPlume est terminé, mais si vous voulez lire davantage d'histoires de St-Valentin , vous pouvez départager celles du concours sur le quartier Castle.

CastleBeck (14:43)

La famille Pearson serait ravie de vous accueillir sur la nouveau quartier This Is Us, que ce soit pour découvrir la série :tv:, participer à l'animation d'ouverture, voter pour le sondage ou la photo du mois ... Merci

albi2302 (17:30)

Soirée Live Chat spéciale Grey's Anatomy ce soir ! La room sera créé d'ici quelques minutes...

Spyfafa (22:28)

Live tchat en cours, venez nous rejoindre. On mord pas, même s'il y a du sang et pleins de problèmes de coeur.

serieserie (22:54)

Pas de si vous venez consultez nos 256 médecins à l'accueil et choisir vos 128 préférés !! Uniquement des de bonheur!! Allez on va voter à l'hypnoCup!!

kystis (17:13)

Merci de votre dans préférences !

kystis (17:14)

Voter

SeySey (20:10)

Bonsoir! Nouveau sondage sur le quartier Outlander! Sans oublier l'animation "Citadelle piégée" sur le quartier Under The Dome! Les membres attendent un sauvetage^^

Titepau04 (12:11)

Bonjour bonjour!!! Calendriers à commenter sur NCIS Los Angeles, S Club 7, Dr House et DollHouse!!! ^^

natas (08:34)

Bonjour à tous ! Venez nombreux admirer le superbe design signé Nuriko sur le quartier Grimm pour fêter la Saint-Valentin + voter pour le sondage spécial couple ! Enjoy et commentez, svp ! [Revolving_hearts]

Merlinelo (19:26)

Les jeux d'Orphan Black attendent votre participation! Pas besoin de connaître la série pour voter à la PDM, jouer au Train ou encore commenter le design. Bonne soirée à tous

Spyfafa (19:52)

Nouveaux designs à commenter : Le Caméléon, Hannah Montana, Dexter... N'hésitez pas à faire un tour !

arween (23:01)

Pensez à faire un tour sur Dollhouse pour commenter le calendrier de Titepau04 et le sondage ! Merci !

kimiM (14:04)

Le quartier Dark Angel fête ses 12 ans! Venez participer et célébrer avec nous cet anniversaire! #DAHypno12ans

Sonmi451 (10:48)

Venez voter aux sondages de Scrubs et urgences, sans oublier de soutenir les medecins de ces séries dans l'hypnocup!

Spyfafa (11:52)

Depuis hier, deux nouveaux designs sont à commenter sur Hypno : Samantha Who ? et My name is Earl : )

serieserie (13:16)

Le deuxième tour de garde des médecins a commencé! 128 sont rentrés chez eux mais 128 sont encore en compétition alors... qui sera le meilleur médecin?

albi2302 (23:11)

Blindspot devient l'HypnoStars du moment sur Twitter grâce a sa news sur John Wesley Shipp. Et oui, l'acteur à partager la news du quartier sur Twitter ! Bravo la team Blindspot beau boulot

juju93 (00:24)

Nouveau sondage sur The L Word : "Et si ces personnages n'avaient pas si hétéros que cela ?" A vous de nous le dire !

SeySey (09:38)

Bonjour! Les calendriers de MARS sont déjà disponible sur les quartiers Outlander & Under The Dome! Sans oublier leur sondage On vous attend

Chaudon (13:20)

Nouveau SONDAGE sur le quartier "Elementary" et il concerne l'acteur principal ! Venez voter et commenter votre choix, si vous le souhaitez !

arween (15:51)

Nouveau sondage sur Dollhouse ! Venez voter !! Merci

cinto (18:32)

Venez voir les actrices sélectionnées pour un remake de Ma sorcière Bien aimée. A vous de voter!

SeySey (11:15)

Hello! Les calendriers de MARS sont déjà disponible sur les quartiers Outlander & Under The Dome! Sans oublier leur sondage ainsi que l'animation "Citadelle Piégée" sous le dôme ^^

Chaudon (12:59)

N'hésitez pas à venir voter pour le nouveau SONDAGE du quartier "Elementary" ! Commentez votre choix si vous le souhaitez !

carina123 (14:58)

Nouveau design sur le quartier Lie to Me, il a été réalisé par Spyfafa, venez nombreux pour le commenter !

sabby (09:41)

10 quartiers ce sont unis et forment la Team Hypno-Unit 10 afin de ramener un peu de monde chez eux au travers d'une animation "l'Enigme de la Team", et d'un sondage sur chaque quartier ! Rendez-vous sur Kyle XY, Merlin, Dallas, Orphan Black, Downton Abbey, Friday Night Lights, The Closer, Empire, Baby Daddy et Army Wives On vous attend !

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