Biotechnologie moderne : Un bref aperçu

Le domaine de la biotechnologie foisonne d'expressions et d'acronymes qui peuvent en rendre la compréhension déroutante. De plus, de nombreux pays recourent aux mêmes expressions pour traduire des réalités différentes. Par exemple, la définition de GM par l'Union européenne correspond à l'interprétation de GG par le Canada. Les définitions suivantes sont présentées par l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) pour tenter d'éclaircir certains des termes les plus couramment utilisés, dont seulement « biotechnologie » et « caractère nouveau » figurent dans sa législation.

« Biotechnologie » s'entend de l'application des sciences et de l'ingénierie à l'utilisation directe ou indirecte d'organismes vivants ou de leurs parties ou produits, sous leurs formes naturelles ou modifiées. Ce terme est très vaste et englobe l'utilisation de la sélection par des méthodes traditionnelles ou classiques, ainsi que des techniques plus modernes, comme le génie génétique.

L'expression « biotechnologie moderne » est utilisée pour distinguer les plus récentes applications de la biotechnologie, comme le génie génétique et la fusion cellulaire, des méthodes plus classiques comme la sélection ou la fermentation.

La plupart du temps, les expressions « biotechnologie » et « biotechnologie moderne » sont utilisées de façon interchangeable l'une pour l'autre.

La « sélection classique » (aussi appelée « reproduction sélective ») correspond à la méthode utilisée pour sélectionner certains caractères chez les descendants de plantes ou d'animaux. Le recours au croisement sélectif permet de produire différentes variétés de plantes et races d'animaux.

GM signifie « génétiquement modifié ». Un organisme, comme un végétal, un animal ou une bactérie, est dit génétiquement modifié si son matériel génétique a été altéré par une méthode quelconque, y compris par la sélection classique. Un « OGM » est un organisme génétiquement modifié.

GG signifie « génie génétique ». Un organisme est considéré comme un produit du génie génétique s'il a été modifié à l'aide de techniques qui permettent le transfert direct ou le retrait de gènes dans cet organisme. Ces techniques sont aussi appelées des techniques de l'ADN recombinant ou ADNr.

Certains accords internationaux, comme le Protocole de Cartagena sur la prévention des risques biotechnologiques, emploient des termes tels que « organisme vivant modifié » (OVM). Le Protocole définit l'OVM comme un microorganisme, un végétal ou un animal issu de la biotechnologie moderne - à l'aide de techniques comme l'ADN recombinant - qui est capable de transférer ou de répliquer son matériel génétique. (L'ADN, ou « acide désoxyribonucléique », est le matériel génétique présent dans tous les organismes vivants.)

Les organismes « transgéniques » sont ceux qui ont reçu un gène provenant d'un autre organisme. Par exemple, le produit végétal appelé « maïs Bt » est un végétal transgénique, car il a reçu le gène de la bactérie Bacillus thuringiensis, ou Bt. Ce gène régule la production d'une protéine aux propriétés antiparasitaires et lorsqu'il est incorporé à un végétal, il induit la production de cette protéine, ce qui transfère le mécanisme de défense naturel de la bactérie au végétal.

« Mutagénèse » s'entend de l'utilisation de méthodes permettant de changer physiquement, ou de « muter », une séquence génétique, sans ajouter d'ADN d'un autre organisme. Divers produits chimiques et rayonnements ionisants peuvent être utilisés pour induire ces changements. La « mutagénèse dirigée » peut être utilisée pour induire des changements dans des gènes particuliers. Chez les végétaux, on utilise ce type d'agents pour changer la séquence génétique d'une plante, qui transmet ensuite la nouvelle caractéristique à ses descendants.

Un produit est considéré comme « nouveau » s'il répond à une ou plusieurs de conditions suivantes :

  • nouveaux caractères ou nouvelles caractéristiques;
  • caractères ou caractéristiques modifiés;
  • nouvelle(s) utilisation(s) pour l'alimentation humaine ou animale.

VCN signifie « végétal à caractère nouveau », c'est-à-dire un végétal qui possède un caractère nouveau ou une caractéristique nouvelle. Un végétal est considéré comme un VCN s'il possède un ou des caractères qui sont nouveaux pour cette espèce au Canada. En d'autres termes :

  • si le caractère nouveau n'existe pas chez les populations stables et en culture de l'espèce végétale au Canada; ou
  • si le caractère de l'espèce végétale est présent à un niveau qui dépasse de loin celui observé chez les populations stables et en culture de l'espèce végétale au Canada.

Traditionnellement, les végétaux étaient dotés de caractères nouveaux par la multiplication sélective. La science moderne a apporté aux obtenteurs des outils plus récents pour introduire des caractères nouveaux dans les végétaux, notamment la mutagénèse et le génie génétique/l'ADNr. Le Canada est le seul pays à évaluer les végétaux et les aliments nouveaux du bétail où des caractères nouveaux ont été introduits, indépendamment de la technique utilisée (sélection traditionnelle, mutagénèse), car ces nouveaux caractères peuvent avoir un effet sur l'environnement.

Un « aliment nouveau du bétail » est constitué ou dérivé de microorganismes, de végétaux ou d'animaux et :

  1. ne figure pas à l'annexe IV ou V du Règlement sur les aliments du bétail; ou
  2. comporte un caractère nouveau (dont la définition figure dans le Règlement sur les aliments du bétail).

Les aliments nouveaux du bétail proviennent de l'une des sources suivantes : microbienne, végétale ou animale.

Comment fonctionne la biotechnologie?

La biotechnologie fait appel au génie génétique pour agir directement sur le génome de la cellule. Lorsqu'on examine une cellule sous l'objectif d'un microscope très puissant, on distingue de longues structures filamenteuses qui sont les chromosomes. Ceux-ci, composés d'ADN (acide désoxyribonucléique), sont structurés en sections appelées gènes. Les gènes régissent la production de certaines protéines qui, à leur tour, déterminent les caractères d'un organisme. Dans certains cas, un gène peut régir un caractère particulier, par exemple la résistance d'un organisme à la maladie; dans d'autres cas, les caractères sont conférés par un ensemble de gènes. C'est la compréhension du rôle de l'ADN qui a ouvert la voie au génie génétique. Grâce aux connaissances acquises, les chercheurs ont réussi le transfert de gènes entre cellules d'organismes différents.

Méthode « coupe-insertion »

Le transfert génétique proprement dit s'effectue par une méthode complexe dite de « coupe-insertion ». Des enzymes spécialisées servent à « couper » ou exciser un gène particulier de l'ADN d'un organisme. Ce gène est ensuite « inséré » ou épissé dans l'ADN d'un autre organisme. Ce transfert d'un organisme à un autre est réalisé grâce à diverses techniques qui dépendent des caractères et des propriétés de l'organisme récepteur, ainsi que de la nature de ce dernier (animal, bactérie ou plante).

Voici quelques techniques du génie génétique utilisées pour modifier les organismes :

Chez les animaux

On emploie souvent la technique de « microinjection » pour obtenir des animaux transgéniques ou génétiquement modifiés. À l'aide d'une aiguille extrêmement fine, on injecte une solution de molécules d'ADN contenant les gènes conférant les caractères souhaités, comme la résistance à la maladie, dans des cellules animales, habituellement embryonnaires. Les gènes sont incorporés au génome cellulaire de l'animal, de sorte que les cellules commencent à manifester les caractères déterminés par le nouveau gène. Cette technique de microinjection pourrait également s'avérer précieuse en agriculture.

Chez les bactéries

Dans certaines bactéries, on trouve de petits segments circulaires naturels d'ADN appelés plasmides, qui peuvent servir en génie génétique. L'ADN plasmidique peut être facilement retiré de la cellule bactérienne, modifié par l'ajout d'un nouveau gène et réinséré dans la cellule. Équipée du nouveau gène, la cellule bactérienne peut alors fabriquer le produit de ce gène comme si c'était le sien. Comme les bactéries se reproduisent très rapidement, il est possible d'utiliser de fortes concentrations de bactéries porteuses du plasmide modifié et de produire en peu du temps des quantités commerciales importantes d'un produit génique, par exemple un additif alimentaire ou un vaccin pour animaux.

Chez les végétaux

Les cellules végétales sont entourées d'une membrane résistante. L'insertion de matériel génétique est donc un peu plus ardue que dans le cas des bactéries. Deux techniques principales permettent de contrer cette difficulté.

La première repose sur une espèce bactérienne modifiée appelée Agrobacterium. Dans la nature, Agrobacterium envahit une plante, l'infecte avec un segment de son propre ADN qui code le développement de la tumeur du collet. Ce segment est incorporé à l'ADN de la plante qui développe les symptômes de la maladie.

Lorsque les chercheurs utilisent Agrobacterium pour modifier génétiquement des végétaux, ils enlèvent les segments pathogènes de l'ADN de la cellule bactérienne. Ils appliquent la méthode « coupe-insertion » pour les remplacer par des gènes conférant les caractères souhaités (par exemple, l'amélioration de la valeur nutritive).

Les scientifiques introduisent ensuite Agrobacterium dans les cellules végétales et laissent la bactérie s'y propager et y introduire le nouveau gène. La plante formée par ces cellules végétales présente le caractère souhaité conféré par le nouveau gène. Ainsi, Agrobacterium devient un émissaire pratique pour transmettre aux végétaux de nouveaux caractères.

Méthode du « canon à particules »

La deuxième technique d'introduction d'ADN modifié dans les cellules végétales est celle du « canon à particules » d'ADN : de minuscules particules métalliques enrobées des gènes souhaités, par exemple ceux qui améliorent la valeur nutritive, sont chargées dans un canon à particules et directement injectées par ce moyen dans les cellules végétales. Ces gènes sont incorporés à l'ADN des cellules de la plante, qui produisent des plantes adultes possédant le nouveau caractère.

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