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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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serieserie (09:48)

Hey!

serieserie (10:10)

comment que ça va,

Sonmi451 (10:30)

Hello

Sonmi451 (10:30)

Ca va et toi?

serieserie (10:34)

enrhubééééé ^^ mais ça va

serieserie (10:34)

j'ai pas encoer vu le serie final de bones (foutu ricain il etait pas dispo ce matin) donc je suis pas encore déprimé

Sonmi451 (10:34)

ha oui mais le rhume on le compte pas ^^

Sonmi451 (10:36)

oh il meurt tous à la fin pour que tu penses être déprimée après?

serieserie (10:43)

ouais 'fin si je peux respirée c'est mieux x)

serieserie (10:44)

mdrr non non c'est sur que non mais quand meme ^^ j'ai grandi avec bones moi

Sonmi451 (10:58)

continue de grandir sans eux hein. ^^

Sonmi451 (10:58)

Enfin moi j'ai fini de regarder Urgences et je déprime aussi car c'est fini

Sonmi451 (10:59)

alors que depuis le temps que je me re-re-regarde la fin, je devrais avoir compris mais mon cerveau fait un blocage! ^^

Sonmi451 (10:59)

je crois que c'est le pb quand on grandit avec des séries

serieserie (11:09)

beh ouais...

serieserie (11:10)

et puis j'ai au moins 4 séries que j'adore qui se termine cette année... plus celle qui seront annulée

Sonmi451 (11:12)

C'est la fin d'une ère...

serieserie (11:15)

ouais beh Bones qui s'est fini hier que je vais finir ce soir, Pretty Little Liars qui va finir en juin, orphan black qui va finir ne aout et switched at birth qui finit dans un mois

Sonmi451 (11:18)

que des séries que je ne suis pas lol

serieserie (11:23)

beh elles ont pas de diffusion française génial voir pas du tout ^^'

serieserie (11:24)

switched y a eu deux saisons de diffusée en france mais c'était ridicule tu peux pas vraiment diffusé en france une série ou la moitié de l'épisode est en ASL...

Sonmi451 (11:24)

oui je sais c'est pour ça que je suis jamais coupable de pas les suivre ^^

serieserie (11:24)

serieserie (11:25)

t'as continuer CPD au moins?

Sonmi451 (11:30)

Oui oui je continue

Sonmi451 (11:30)

c'est vrai qu'avec l'hypnotravel, j'ai pas commenté mais je viendrais

Sonmi451 (11:30)

bon j'arrête les vols pour le moment faut que j'aille chercher mon grand.

Sonmi451 (11:30)

le temps passe trop vite.

serieserie (11:32)

ah cool je me disais que tu avais peut eter abandonné ^^

serieserie (11:32)

c'est clair il passe vite le temps

cometchat1 (10:23)

Test

cometchat1 (10:24)

Ok

cometchat1 (10:24)

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cometchat1 (10:29)

Ok

cometchat1 (10:29)

Test

cometchat1 (10:32)

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cometchat1 (10:32)

Ok

cometchat1 (10:49)

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Ok

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cometchat1 (10:50)

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cometchat1 (11:14)

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cometchat1 (11:29)

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Locksley (11:44)

HypnoCup : allez, allez, on vient faire un petit clic pour départager Alex et Greg ! Faites-nous exploser le nombre de votants pour cette finale ! Et cometchat1 peut même voter en passant faire ses tests

cometchat1 (11:47)

Ok

cometchat1 (11:47)

Test

kystis (21:44)

N'oubliez pas de voter dans préférence !! Merci

albi2302 (20:00)

Blue Bloods à un nouveau Design (merci Serieserie) et cherche une équipe pour s'occuper du quartier ! N'hésitez pas a passer

cinto (18:35)

Nouvelle PDLQ chez Ma sorcière Bien Aimée; venez, votez, soyez remercié!

albi2302 (00:01)

Hyp9 2017 ça démarre maintenant ! Bonne chasse à tous

Xanaphia (00:06)

Et 1 déjà dans mon panier ^^

Merane (11:57)

Bonjour, le sondage spécial HypnoAirways 2017 du quartier Teen Wolf est arrivé . Merci pour vos votes et bonne journée .

SeySey (16:49)

Bonjour!! Si vous n'avez pas participer à l'animation "Old Or New Age" du quartier Outlander, on vous attend! Êtes vous fait (e) pour le XVIII ou XX ème siècle?? Venez le découvrir! Sans oublier notre sondage & nouveau design

chrismaz66 (18:18)

'Soir, Torchwood a enfin un nouveau SONDAGE, bourré de petites histoires à faire froid dans le dos! Venez trembler et un petit clic pour votre frisson préféré. Merci d'avance et bonne soirée

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