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Tout est bon dans le cochon - Le vivant inimitable

TOUT EN BAS! Ascenseur expressLa stratégie de la patate-araignée
Photo anne.esperet@free.fr Autres oeuvres superbes sur le site .Sciences & Avenir N°654, août 2001 : Des êtres "hybrides" au service de l'industrie

Souris-méduse, patate-araignée Les sorciers de la transgenèse transforment les êtres vivants en usines à protéines.

Rencontre avec les "chimères" de la génétique.

Il était une fois une pomme de terre qui rêvait de devenir une
araignée. Elle alla trouver un savant nommé Udo Conrad, qui ne
se fit pas prier. Ni une, ni deux, le généticien injecta dans
une cellule de l'humble patate un gène prélevé chez une
arachnide appelée Nephila clavipes. Quelque temps après,
miracle, la patate fabriqua de la soie.

" La pomme de terre a pu lire les instructions génétiques de
l'araignée comme si c'était les siennes et a exprimé 2 % de
protéine de soie authentique, se félicite Udo Conrad, de
l'institut Pflanzgenetik und Kulturplanfzenforschung, à Gaters-
leben (Allemagne). C'est une protéine soluble de bonne
qualité. Reste ensuite à développer des techniques de filage.
"

Une première qui ne saurait laisser indifférents les
industriels. Six fois plus résistant que le Kevlar, deux fois
plus élastique que le Nylon, le fil de soie arachnéen est un
matériau exceptionnel, non toxique et biodégradable, idéal
pour fabriquer des vêtements de protection, des fils de
suture, des ligaments artificiels ou encore des câbles (lire
Sciences et Avenir n° 651, " Un petit prodige de soie ").

Pourquoi une pomme de terre ? Il est trop compliqué, donc trop
cher, de synthétiser une protéine artificiellement (lire
l'encadré ci-dessous). La seule méthode rentable consiste à la
faire fabriquer par un être vivant. Le principe : identifier
puis isoler chez un organisme " donneur " le gène codant pour
une protéine intéressante, bio-matériau ou molécule
pharmaceutique. Puis insérer ce gène chez un " hôte " qui va
l'exprimer. C'est la " transgenèse " (voir le schéma p. 62),
qui n'est possible que parce que les organismes vivants ont
tous un code génétique commun. "

L'accès aux gènes permet de
préparer certaines protéines, comme l'insuline humaine, qui
est aujourd'hui produite en totalité par des bactéries ",
rappelle Louis-Marie Houdebine, spécialiste de la transgenèse
à l'Inra (Institut national de la recherche agronomique). Mais
les bactéries sont parfois trop frustes : le gène codant pour
la protéine de soie de Nephila clavipes est très long, avec
des séquences répétitives. Les micro-organismes ne parviennent
pas à lire le gène jusqu'au bout et fabriquent des molécules
tronquées, inutilisables. Il faut opter pour un organisme plus
évolué et bon marché. Et la pomme de terre se transforme en
Spiderman...

Le tubercule n'est pas le seul à avoir été mâtiné d'araignée.
Dans cette ferme d'hybrides d'un nouveau genre, une chèvre,
baptisée Bele (Breed Early Lactate Early) par la firme
canadienne Nexia Biotechnologies, produit de la soie dans son
lait. " Notre soie est, à ce jour, la plus proche de celle de
l'araignée, estime un responsable de la société. Un gène
d'araignée a été introduit dans des cellules embryonnaires de
chèvres pour qu'il s'exprime dans les glandes mammaires. " Le
commerce de la soie " made in chèvre " a débuté avec succès en février 2000. Depuis, trois élevages sont nés et la firme est
entrée en Bourse.

" Le lait est actuellement de très loin le meilleur système,
affirme Louis-Marie Houdebine. Environ cent protéines ont été
produites ainsi à titre expérimental (voir schéma p. 63),
comme des hormones, des facteurs de croissances, des antigènes
vaccinants, des anticorps monoclonaux, des enzymes, du
collagène, du fibrinogène dont plusieurs soumises à des tests
cliniques. Le problème reste que le lait a un niveau de
production peu fiable, de plusieurs grammes par litre à
quelques milligrammes, voire microgrammes, sans que cela soit
prévisible. "

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Tout est bon dans le cochon

Une usine vivante performante doit fournir beaucoup, tout le
temps. C'est pourquoi les porcs sont aussi sur les rangs. "
Nous souhaitons exprimer des protéines médicamenteuses dans le
liquide séminal que sécrète le porc en énormes quantités (250
à 500 millilitres par jour) ", expose Marc-André Sirard,
cofondateur de la société canadienne TGN Biotech. Avantages du
porc : " Outre l'abondance de son sperme, qui pourrait donner
jusqu'à 15 g d'une protéine humaine par éjaculation, aucune
des protéines surexprimées ne retourne dans le système sanguin
de l'animal, au contraire de la glande mammaire. " Premiers
porcelets transgéniques attendus fin 2001.

" On peut préparer des protéines à partir de divers fluides
biologiques, confirme Louis-Marie Houdebine, comme le lait ou
le plasma séminal déjà cités, mais aussi le blanc d'oeuf,
l'urine, le sang..." C'est dire si la course au rendement et
aux hybrides les plus inattendus n'est pas prête de s'arrêter.

Il y a foule devant la porte de la ferme transgénique. Le
séquençage systématique des génomes apporte tous les jours de nouveaux gènes que les chercheurs n'ont de cesse d'étudier par la transgenèse, qui devient la méthode incontournable. Lapins, poulets, singes, poissons, souris mais aussi tabac, luzerne, maïs doivent être prêts désormais à recevoir des gènes de n'importe qui (lire les encadrés), au mépris parfois de la bio-
sécurité, sans même parler du mal-être animal que peut induire
la modification du patrimoine génétique.

" Le transfert du gène peut créer des lignées d'animaux
porteurs d'agents pathogènes dangereux, confirme le chercheur
de l'Inra. La manipulation des animaux transgéniques doit se
faire selon des règles qui tiennent compte des risques de
transmission des agents infectieux ainsi que des conséquences
d'une dissémination involontaire. " Les animaux sont pour cela
divisés en quatre classes : la première comprend des animaux
sans risque particulier, la quatrième des animaux
exceptionnellement dangereux, manipulés par des chercheurs
vêtus de tenues étanches sous des hottes de haute sécurité...

Il était une fois une pomme de terre qui se prenait pour une veuve noire... notre fable, qui pouvait faire sourire au
début, tournera-t-elle au cauchemar ?


Eléna Sender

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Le vivant inimitable

Enzymes, hormones, anticorps, récepteurs... les protéines,
indispensables à l'organisme, sont très difficiles à
synthétiser. En effet, bien plus qu'une simple juxtaposition
d'acides aminés, elles forment des chaînes pliées en une
structure tridimensionnelle dont l'agencement est fondamental
pour bien fonctionner. Pour les fabriquer, la cellule lit les
instructions génétiques d'un ou plusieurs gènes et assemble
les acides aminés hydrophobes tournés vers l'intérieur de la
structure et hydrophiles vers l'extérieur. Certes, le
biochimiste sait assembler ainsi des briques élémentaires et
même réaliser certaines figures simples, mais cela reste
encore insuffisant.

" Le problème reste la maturation de la protéine, explique
Jean-Luc Vilotte, de l'Inra. Les protéines subissent des
modifications post-traductionnelles nécessitant une activité
enzymatique complexe (carboxylations, phosphorylations...). Le
meil-leur résultat est obtenu avec les cellules eucaryotes
supérieures même si les protéines ne sont pas absolument
identiques à l'original. On ne sait pas faire mieux. En tout
cas pas au même cout. "

Sciences & Avenir N°654

transmis par Philippe ONDA le 13 août 2001
http://www.sciencesetavenir.com/magazine/page60.html

Des chercheurs ont créé une chèvre transgénique en lui insérant un gène d'araignée pour qu'elle produise dans son lait des substances pouvant servir à faire des gilets pare-balles.

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