Les nouvelles techniques génétiques (NTG) sont des méthodes modernes permettant de modifier le patrimoine génétique des organismes. Elles comprennent des procédés tels que CRISPR/Cas9, qui permettent de cibler, de modifier ou de désactiver de manière sélective des gènes individuels, souvent sans insérer de nouveaux fragments de génome.
Par rapport aux anciennes techniques de génie génétique, qui ne permettaient pas de contrôler l'emplacement de la modification génétique dans le génome et étaient donc aléatoires, les nouvelles techniques de génie génétique sont relativement ciblées. Elles permettent également une profondeur d'intervention sans précédent, avec des risques accrus qui sont largement inexplorés.
La distinction entre « anciennes » et « nouvelles » techniques de génie génétique est toutefois arbitraire et plutôt déterminée par des considérations politico-juridiques. Il existe ainsi des « nouvelles techniques de génie génétique » telles que les nucléases à doigt de zinc, qui sont utilisées depuis plus de 20 ans, ou d'autres, comme TEGenesis, qui ne permettent pas de contrôler la modification du génome.
Plusieurs termes sont utilisés comme synonymes des nouvelles techniques de génie génétique, notamment l'édition génomique, la mutagenèse ciblée, les nouvelles techniques génomiques et les nouvelles technologies de sélection.
L'ASGG parle délibérément de « nouvelles techniques de génie génétique », car les autres termes masquent la nature génétique des méthodes et sont donc trompeurs.
Les nouvelles techniques de génie génétique sont des méthodes biotechnologiques modernes qui permettent d'intervenir de manière profonde et relativement ciblée dans le patrimoine génétique des plantes, des animaux et même des êtres humains. Elles sont utilisées aussi bien dans la sélection végétale et animale que dans la médecine. Elles peuvent donner lieu à de nouvelles propriétés biologiques, mais aussi à de nouveaux risques.
Avec les techniques classiques de génie génétique, il n'était pas possible de contrôler de manière ciblée l'emplacement des nouveaux gènes, et les modifications complexes étaient pratiquement impossibles. Les nouvelles techniques de génie génétique promettent en revanche de pouvoir modifier le patrimoine génétique et la régulation génétique de manière précise, planifiée et largement sans effets secondaires. Des termes tels que « édition du génome » ou « sélection de précision » donnent l'impression d'une percée technologique. Ils sont associés à la promesse de « réécrire » de manière ciblée certaines séquences du génome, de sorte que le résultat des interventions soit pratiquement impossible à distinguer des mutations naturelles.
Le terme générique « nouvelles techniques de génie génétique » regroupe des techniques très différentes qui modifient ou désactivent des gènes. Les modifications artificielles peuvent inactiver des gènes ou modifier leur fonctionnement. Les procédés utilisant les ciseaux génétiques CRISPR/Cas exploitent les mécanismes de réparation propres aux cellules pour apporter les modifications souhaitées au patrimoine génétique. Ces méthodes sont au cœur de la recherche actuelle.
Vous trouverez des informations complètes sur les nouvelles techniques de génie génétique ici.
Aperçu des nouvelles techniques de génie génétique :
1. Mutagenèse guidée par oligonucléotides (OGM)
Les OGM sont utilisées depuis le début des années 2000, mais elles sont de plus en plus remplacées par des techniques plus efficaces telles que CRISPR/Cas9 et sont donc moins fréquemment utilisées. Dans cette technique, de courts segments d'ADN ou d'ARN synthétiques (appelés oligonucléotides) sont introduits dans la cellule afin de provoquer des modifications spécifiques du génome. Ces oligonucléotides se lient à l'ADN cible et utilisent les mécanismes de réparation cellulaires pour introduire des mutations.
2. « Nucléases programmables »
Les « nucléases programmables » sont des enzymes qui se fixent à des endroits précis du génome et coupent le patrimoine génétique à ces endroits.
La capacité à se fixer à certaines séquences d'ADN peut être modifiée en fonction de la cible souhaitée. Après s'être fixées, les nucléases coupent le génome : elles provoquent des cassures double brin de l'ADN. Ces cassures déclenchent les mécanismes de réparation propres à la cellule. Il est difficile de contrôler le mécanisme utilisé, mais celui-ci est déterminant pour les effets du procédé. La séquence du gène concerné peut être inactivée par l'insertion ou la suppression de composants individuels de l'ADN ou remplacée par une autre séquence fonctionnelle (par exemple un autre gène).
À l'heure actuelle, l'utilisation de ciseaux à ADN tels que CRISPR/Cas pour modifier le patrimoine génétique naturel sans insertion d'ADN supplémentaire est la plus efficace. Cela permet généralement de « désactiver » (knock-out) les gènes naturels. Pour cette application, l'ADN codant pour la nucléase ne doit pas nécessairement être inséré au préalable dans le génome, mais peut, par exemple, dans le cas de certaines espèces végétales, être introduit dans les cellules végétales sous forme d'enzyme pré-synthétisée (« méthode transitoire » - transitoire = temporaire). Les ciseaux génétiques pénètrent également dans le noyau cellulaire, coupent l'ADN et laissent à la cellule le soin de réparer la séquence d'ADN coupée. L'enzyme est dégradée par la cellule.
Cette méthode transitoire est mise en avant par les partisans du génie génétique pour des raisons économiques et juridiques : ils espèrent pouvoir contourner les réglementations légales en matière d'autorisation et d'étiquetage si aucun ADN supplémentaire n'est inséré dans les plantes ou les animaux (Wolter & Puchta, 2017). Il s'agit d'une stratégie juridiquement controversée (Kraemer, 2015 ; Spranger, 2015) qui ne semble pas non plus scientifiquement compréhensible, car le patrimoine génétique d'un organisme est bel et bien modifié génétiquement par cette méthode : la destruction de structures d'ADN naturelles, par exemple par l'élimination de segments d'ADN, est une intervention technique arbitraire dans le patrimoine génétique qui comporte des risques, même si aucun ADN supplémentaire n'est inséré.
Les nucléases programmables en détail :
3. TEGenesis
TEGenesis est un nouveau procédé de génie génétique qui utilise des produits chimiques et le stress environnemental pour contrôler l'activité des transposons. Les transposons sont des éléments mobiles (segments d'ADN) du patrimoine génétique qui peuvent changer de position. Ils permettent ainsi d'intervenir dans les processus épigénétiques : perturber les gènes ou influencer leur fonction. La classification de TEGenesis était controversée. Elle a finalement été classée comme génie génétique, car cette technique n'a pas fait ses preuves en matière de sécurité d'utilisation.
En savoir plus sur TE-Genesis
Découverte en 2012, la technique CRISPR/Cas repose sur un mécanisme de défense naturel des bactéries.
Ces possibilités vont bien au-delà de simples mutations ponctuelles, mais comportent aussi des risques spécifiques encore largement inexplorés.
En savoir plus sur CRISPR/Cas : [lien à insérer]
Effets hors-cible : une précision toute relative
Contrairement à l’image de précision souvent véhiculée, CRISPR/Cas présente une tolérance d’appariement de quelques paires de bases, ce qui peut entraîner des modifications sur des milliers de séquences non ciblées (effets hors cible).
De plus :
Puissance et rapidité par rapport aux méthodes traditionnelles
Avec CRISPR, il est possible de modifier plusieurs sites simultanément.
Les nouvelles techniques de génie génétique ne sont rapides que si l'on dispose de connaissances suffisantes en génomique et en bio-informatique. La collecte de ces connaissances est un processus de longue haleine qui peut prendre plusieurs années.
En ce qui concerne CRISPR, la recherche végétale se montre enthousiaste, notamment en raison de la rapidité avec laquelle les plantes peuvent être modifiées en laboratoire. Mais il n'est pas certain que cette rapidité puisse être transposée dans la pratique de la sélection. On omet souvent de mentionner que le laboratoire ne produit dans un premier temps que des variantes végétales qui doivent encore être développées – souvent de manière fastidieuse – pour devenir des variétés commercialisables. De plus, divers facteurs ralentissent le passage du laboratoire au champ : modifications génétiques inattendues, effets pléiotropiques, variétés difficiles à travailler et brevets qui gardent sous clé des informations importantes.
En savoir plus : fiche d’information « Speedy CRISPR »
Les thèmes abordés vont de l’utilisation des organismes génétiquement modifiés (OGM) dans l’agriculture et la production alimentaire à des sujets tels que le changement climatique et l’intelligence artificielle. L’objectif est de créer une conscience critique par l’information, la discussion et l’action, de protéger l’agriculture suisse contre les effets négatifs du génie génétique et de proposer des alternatives qui tiennent compte de l’écologie, de la biodiversité, de l’éthique, du bien-être animal et de la justice sociale.
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