Technologie de l’ADN recombinant
Technologie de l’ADN recombinant
Tous les organismes sur Terre ont évolué à partir d’un ancêtre commun, donc tous les organismes utilisent l’ADN comme molécule d’hérédité. Au niveau chimique, l’ADN est le même, qu’il soit prélevé sur une bactérie microscopique ou sur une baleine bleue. Par conséquent, l’ADN de différents organismes peut être « coupé et collé » ensemble, ce qui donne l' »ADN recombinant ». La première molécule d’ADN recombinant a été produite en 1972 par Paul Berg, chercheur à Stanford. Berg a réuni des fragments d’ADN provenant de deux virus différents à l’aide d’enzymes particulières : les enzymes de restriction et la ligase. Les enzymes de restriction (comme EcoR1 dans la figure ci-dessous) sont comme des « ciseaux moléculaires » qui coupent l’ADN à des séquences spécifiques. Si l’ADN provenant de différentes sources est coupé avec la même enzyme de restriction, les extrémités coupées peuvent être réunies puis scellées en un brin d’ADN continu par l’enzyme ligase. En 1973, le premier organisme contenant de l’ADN recombinant a été conçu par Herb Boyer (UCSF) et Stanley Cohen (Université de Stanford). Ensemble, ils ont introduit un gène de résistance aux antibiotiques dans la bactérie E.coli. Ils ont également produit des bactéries contenant des gènes du crapaud Xenopus laevis, ce qui montre que l’ADN d’espèces très différentes peut être épissé ensemble. Paul Berg a reçu le prix Nobel de chimie 1980 « pour ses études fondamentales sur la biochimie des acides nucléiques, en particulier en ce qui concerne l’ADN recombinant ».
La capacité de couper, coller et copier des molécules d’ADN a non seulement marqué un tournant dans la recherche scientifique, mais a également donné naissance à toute une industrie fondée sur le génie génétique. Genetech, la première société de biotechnologie, a été fondée par Herb Boyer en 1976. En 1982, la FDA a approuvé le premier produit réussi de Genetech, une forme synthétique d’insuline humaine produite par des bactéries modifiées pour contenir le gène de l’insuline.
Aujourd’hui, la technologie de l’ADN recombinant est largement utilisée dans les laboratoires de recherche du monde entier pour explorer une myriade de questions sur la structure, la fonction, le modèle d’expression et la régulation des gènes, et bien plus encore. Une application très répandue consiste à modifier génétiquement des animaux « knock-out » (généralement des souris) pour qu’ils contiennent une forme non fonctionnelle d’un gène d’intérêt particulier. L’objectif de ces expériences est de déterminer la fonction du gène en analysant les conséquences du gène manquant. Si les souris knock-out sont générées pour répondre à des questions dans de nombreux domaines différents, elles sont particulièrement utiles en biologie du développement et ont permis de comprendre certains des gènes essentiels impliqués dans le développement d’un organisme à partir d’un seul œuf fécondé.
Les techniques d’ADN recombinant sont également une pierre angulaire de l’industrie de la biotechnologie. Un exemple est la génération de plantes génétiquement modifiées pour produire une toxine d’insecte appelée toxine Bt. Le gène Bt est dérivé d’une bactérie appelée Bacillus thuringiensis et produit une toxine qui perturbe la fonction intestinale des larves (chenilles) de certains insectes nuisibles aux cultures. Le gène qui produit la toxine Bt est introduit dans ces plantes par la technologie de l’ADN recombinant, ce qui entraîne l’élimination sélective des insectes qui se nourrissent des cultures. Ce développement a eu un impact économique majeur et a réduit les dépenses de pesticides utilisées par an et a augmenté la longévité et le succès de plusieurs cultures.
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