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"De ’petites’ modifications apportées par les techniques de l’édition génomique (ou modification localisée de séquence génomique) provoquent de graves déformations chez les plantes qui en résultent" par GMWatch

Traduction & Compléments par Jacques Hallard
mercredi 21 avril 2021 par GMWatch


ISIAS Génétique OGM CRISPR Cas9

De ’petites’ modifications apportées par les techniques de l’édition génomique (ou modification localisée de séquence génomique) provoquent de graves déformations chez les plantes qui en résultent

Traduction du 19 avril 2021 – avec ajout d’annexes
sur l’édition génomique et les applications génétiques avec CRISPR/Cas9 - par Jacques Hallard d’un article publié par GMWatch le 02 avril 2921 sous le titre « ’Small’ changes made with gene editing cause severe deformities in plants » et il et accessible sur ce site : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19745-gene-edited-plants-can-have-negative-effects-on-ecosystems-study

Hammer Smashing Camelina

Une nouvelle étude met en évidence les effets non désirés par l’emploi des techniques de l’édition génomique dans les plantes et les effets négatifs potentiels sur les écosystèmes (ensembles formés par une communauté d’êtres vivants en interrelation (biocénose) avec leur environnement (biotope)).

Une nouvelle publication scientifique parue dans la revue ‘Environmental Sciences Europe’ montre que l’édition génomique entraîne des effets indésirables considérables chez les plantes génétiquement modifiées (PGM), notamment de graves malformations. C’est le cas même lorsque les modifications sont destinées, la mise en œuvre des techniques de l’édition génomique, à être de petits ajustements à des gènes existants plutôt que, par exemple, l’introduction de nouveau matériel génétique pour constituer un OGM (un Organisme Génétiquement Modifié, au sens initial du terme).

[Voir également l’introduction d’un article Wikipédia sur la Transgénèse « La transgenèse1,2,3,4, ou transgénèse5,6 est le fait d’incorporer un ou plusieurs gènes dans le génome d’un organisme vivant. Ce transgène pourra être vu dans l’organisme transformé ou muté. Stratégie servant initialement aux chercheurs pour étudier la fonction des gènes, cette approche est également utilisée par les industries pharmaceutique et agro-alimentaire. Elle est entre autres la nouvelle stratégie d’obtention de variétés végétales ou animales résistantes au stress biotique (parasites, insectes) ou abiotique (sécheresse, faible luminosité). Ces nouvelles variétés sont généralement regroupées sous le terme d’organismes génétiquement modifiés (OGM)4. Les transformations génétiques d’organismes unicellulaires ou de virus sont relativement simples à aborder. Elles font appel à des techniques nettement plus complexes pour les animaux et végétaux et bactéries qui sont les plus difficiles… »]

[Voir aussi en préambule : «  Qu’est-ce qu’un OGM ? » - Publié en 2016 par Greenpeace – Agriculture – « Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme vivant dont l’ADN a été bricolé pour le doter de propriétés qu’il ne possédait pas naturellement. Aujourd’hui, la création d’OGM sert surtout, dans l’agriculture, à rendre une plante résistante à un herbicide ou à la modifier pour qu’elle produise elle-même un insecticide, ou les deux. Ainsi, cela permet d’utiliser des herbicides sans crainte de tuer ces plantes génétiquement modifiées, et d’éviter le recours à un insecticide pendant la croissance des plantes puisqu’elles le sécrètent elles-mêmes. Cependant, ce qui peut apparaître comme un progrès, présente en réalité de nombreux risques, et les semenciers et les industriels de l’agrochimie font pression pour que certains OGM, produits par des nouvelles techniques de modification génétique (les NBT, pour « new breeding techniques ») échappent à la réglementation en vigueur… » - Source de l’article complet : https://www.greenpeace.fr/quest-quun-ogm-2/ ].

[OGM – De nombreux articles étiquetés OGM ont été publiés sur ISIAS et sont consultables à partir de ce site : https://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&amp ;recherche=ogm ].

Suite de l’article traduit :

Plus largement, l’étude donne un aperçu des effets négatifs sur les écosystèmes qui peuvent résulter de la dissémination de plantes génétiquement modifiées. Ces effets non intentionnels résultent des changements intentionnels induits par l’édition génomique, qui peuvent affecter divers processus métaboliques des plantes.

L’étude, dont l’auteur est le Dr Katharina Kawall, prend l’exemple de la caméline (Camelina sativa), une plante riche en acides gras polyinsaturés [voir par exemple :« Les acides gras saturés, insaturés et trans » - Mis à jour : Lundi 16 septembre 2019 – « Les acides gras, qui constituent les unités de base des lipides, sont classés en trois familles : saturés, insaturés (certains sont dits « essentiels ») et trans. D’origine naturelle ou industrielle, ils se trouvent essentiellement dans notre alimentation. Comme ils constituent des facteurs d’aggravation ou de protection dans certaines maladies - cardiovasculaires en particulier, il est important de les connaître… » - A lire sur ce site : https://www.vidal.fr/sante/nutrition/corps-aliments/lipides-energie/acides-gras-satures-insatures-trans.html ].

Suite de l’article traduit :

Les opérateurs éditeurs de gènes ont utilisé une application CRISPR/Cas pour augmenter la quantité d’acide oléique dans les graines de caméline et réduire la quantité d’acides gras facilement oxydés. L’objectif était de prolonger la durée de conservation de l’huile extraite de la caméline.

[Si besoin, voir en annexe les applications génétiques avec CRISPR/Cas9 ]

De graves défauts de développement chez la caméline génétiquement modifiée

Le nouvel article de référence passe en revue les recherches antérieures sur les lignées de caméline génétiquement modifiées par CRISPR afin de modifier le profil des acides gras. Des mutations involontaires ont été identifiées et les plantes ont présenté des ’défauts de développement radicaux’, notamment une croissance réduite, des feuilles tordues et un retard dans la montée à graines. Le Dr Kawall commente que cela montre ’l’importance d’un profil d’acides gras bien équilibré pour le développement des plantes’.

Le Dr Kawall observe que ces défauts phénotypiques étaient encore plus graves lors d’un essai en champ récemment mené par l’organisme ‘Rothamsted Research’ [https://www.rothamsted.ac.uk/Rothamsted Research ->https://www.rothamsted.ac.uk/] au Royaume-Uni sur une caméline génétiquement modifiée. Bien que la culture ait généré l’huile de graine à haute teneur en acide oléique prévue, les plantes ont montré ’des défauts de croissance très significatifs’ en ce sens qu’elles étaient ’sévèrement naines’.

GMWatch note que les défauts de croissance et de développement observés chez la caméline modifiée pourraient résulter d’une altération de la fonction des gènes causée par des mutations involontaires des gènes sur les sites de modification du génome, qu’ils soient ciblés ou non. Il s’agit d’un résultat qui n’a pas été envisagé par les développeurs.

Malgré ce résultat inattendu, les auteurs de l’article qui l’ont rapporté - Johnathan Napier de Rothamsted et Jean-Denis Faure de l’INRA en France - se sont plaints dans leur article du ’fardeau énorme’ que la réglementation européenne sur les OGM fait peser ’sur les chercheurs (publics ou privés) qui essaient de convertir leurs idées en innovations et en résultats probants’.

L’article de Napier/Faure fait également état d’une autre lignée génétiquement modifiée qui ne présentait pas ces malformations, mais on ne sait pas si elle présentait d’autres problèmes moins visibles, c’est-à-dire s’il s’agissait de plantes d’apparence normale mais présentant des altérations de la composition susceptibles d’entraîner une toxicité et une allergénicité inattendues. Pour autant que nous le sachions, Rothamsted n’a jamais jugé bon de soumettre ses PGM (Plantes Génétiquement Modifiées) à des tests de sécurité.

De ’petits’ changements produisent de grands effets

Le point essentiel concernant les plantes de caméline déformées est que seuls de petits changements - des éliminations de gènes dans des gènes existants - étaient prévus par les éditeurs de gènes. Ce type d’édition génomique est connu sous le nom d’application SDN-1 et fait l’objet d’une déréglementation dans le monde entier, y compris dans l’UE et au Royaume-Uni.

[SDN-1 - Voir par exemple : « Les nucléases dirigées (SDN) » > fiche SDN - FICHE NOUVELLES TECHNIQUEShttp://www.hautconseildesbiotechnologies.fr › files – PDF - 4 octobre 2017].

Suite de l’article traduit :

La caméline possède un sextuple jeu de chromosomes et constitue donc un bon exemple pour démontrer que même de petites modifications du génome créées avec CRISPR/Cas peuvent avoir un effet énorme. Ce type de ciseaux génétiques a été utilisé pour muter et détruire simultanément la fonction de (’knock out’) 18 copies de gènes dans le génome de la caméline et générer ainsi des plantes à plus forte teneur en acide oléique. De telles interventions n’ont jusqu’à présent guère, voire pas du tout, été possibles avec les méthodes de sélection conventionnelles et peuvent donner naissance à des propriétés biologiques totalement nouvelles. Aux États-Unis, ces plantes ont déjà été déréglementées sans avoir fait l’objet d’une évaluation approfondie des risques.

Mais l’analyse du Dr Kawall montre que même dans les applications SDN-1, ’des changements majeurs de la physiologie et/ou du phénotype des plantes deviennent possibles. En outre, il est manifestement possible de perturber les voies métaboliques dans les plantes modifiées par l’édition génomique, ce qui entraîne des effets pléïotropiques’, c’est-à-dire des effets autres que ceux attendus de la modification génétique.

Des risques qui ne dépendent pas de l’introduction de gènes étrangers

Un avis récent de l’EFSA arrive également à la conclusion que les plantes présentant des modifications génétiques complexes doivent faire l’objet d’une évaluation des risques, même dans des cas comme celui-ci où aucun gène supplémentaire n’est inséré.

L’article du Dr Kawall indique clairement que les applications de l’édition génomique - dont la plupart utilisent les ciseaux génétiques CRISPR/Cas pour couper la double hélice d’ADN afin de produire ce que l’on appelle une ’cassure double brin d’ADN’ dans le génome de l’organisme ciblé - peuvent accroître les possibilités et la rapidité avec lesquelles le patrimoine génétique des plantes peut être modifié.

Peu importe que des gènes supplémentaires soient intégrés ou non dans le génome - même de petites modifications génétiques induites plusieurs fois dans un ou plusieurs gènes, et combinées pour générer de nouvelles propriétés, peuvent modifier de manière significative les voies métaboliques et la composition biochimique.

Par conséquent, les plantes génétiquement modifiées doivent faire l’objet d’une évaluation des risques même si aucun gène supplémentaire n’est inséré.

Effets sur l’écosystème

Le nouveau document décrit également comment des effets involontaires sur les processus de l’écosystème peuvent se produire - par exemple, des effets sur la formation de certaines substances messagères, avec lesquelles les plantes communiquent et ’préviennent’ d’une infestation de parasites. Une modification de la composition des acides gras peut affecter et influencer les réseaux alimentaires existants. En outre, les plantes génétiquement modifiées pourraient s’hybrider avec des espèces sauvages, ce qui entraînerait des effets inattendus dans les générations suivantes. En même temps, la caméline génétiquement modifiée a le potentiel de persister dans l’environnement et de se répandre de manière incontrôlée.

L’article montre que même lorsque l’éditeur de gènes n’a l’intention d’apporter que de petites modifications par le biais de l’édition génomique qui n’impliquent pas l’introduction de gènes étrangers, il peut en résulter des effets inattendus radicaux.

Source des commentaires sur les effets sur l’écosystème : Testbiotech > https://www.testbiotech.org/en/news/genome-edited-plants-negative-effects-ecosystems-are-possible

Further information :

The new publication https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/s12302-021-00482-2

The Project Genetic Engineering and the Environment (FGU) website https://fachstelle-gentechnik-umwelt.de/en/home/

Testbiotech news about a recent EFSA opinion https://www.testbiotech.org/en/press-release/efsa-risk-assessment-new-ge-plants-necessary-even-if-no-additional-genes-are-inserted

GMWatch -How Donations Will Help Us Contact Us About

GMWatch : Anti-biotech ’news hub’ goal is to ’remove all GMO crops and food’ | Genetic Literacy Project

Content 1999 - 2021 GMWatch. Web Development By SCS Web Design – Source : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19745-gene-edited-plants-can-have-negative-effects-on-ecosystems-study

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Annexe sur l’emploi des techniques de l’édition génomique dans les plantes

Quelques articles étiquetés Génomique et postés sur ISIAS sont à lire à partir de ce site : https://isias.lautre.net/spip.php?rubrique76&amp ;lang=fr


Annexe sur les applications génétiques avec CRISPR/Cas9

Introduction de l’article Wikipédia sur Cas9 (CRISPR associated protein 9)

Cas9 (CRISPR associated protein 9) est une protéine d’origine bactérienne aux propriétés anti-virales. Sa capacité à couper l’ADN au niveau de séquences spécifiques en a fait un outil de biologie moléculaire aux vastes perspectives d’utilisation.

C’est une endonucléase d’ADN guidée par ARN, c’est-à-dire une enzyme spécialisée pour couper l’ADN avec deux zones de coupe actives, une pour chaque brin de la double hélice.

La protéine Cas9 est associée au système immunitaire adaptatif type II de CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Cette enzyme peut être utilisée en génie génétique pour modifier facilement et rapidement le génome des cellules animales et végétales. Des outils permettant d’éditer le génome existaient depuis les années 1970 mais étaient bien moins efficaces, plus complexes et bien plus coûteux que Cas9. Cette technique Crispr-Cas9, dite des « ciseaux moléculaires », fait beaucoup parler d’elle, entre espoirs de guérir des maladies génétiques et risques de dérives éthiques. Ces questions liées à la modification génétique renvoient directement à la Convention sur les droits de l’homme et la biomédecine de 1997, dont l’article 13 est consacré aux interventions sur le génome humain. Il est écrit qu’« une intervention ayant pour objet de modifier le génome humain ne peut être entreprise que pour des raisons préventives, diagnostiques ou thérapeutiques et seulement si elle n’a pas pour but d’introduire une modification dans le génome de la descendance. »2

Depuis sa découverte, la protéine Cas9 a été largement utilisée comme outil d’ingénierie du génome pour produire des ruptures du double brin d’ADN ciblé. Ces cassures peuvent conduire à l’inactivation de gènes ou à l’introduction de gènes hétérologues par jonction d’extrémités non homologues ou par recombinaison homologue chez de nombreux organismes. Parallèlement aux nucléases à doigt de zinc et aux protéines TALEN, Cas9 est devenu un outil de premier plan dans le domaine de la génomique. Cas9 a gagné en popularité de par sa capacité à couper l’ADN précisément à n’importe quel emplacement complémentaire de son ARN guide3. Contrairement aux méthodes TALEN et à doigts de zinc, le ciblage de l’ADN par Cas9 est direct et ne requiert pas de modification de la protéine mais seulement de l’ARN guide4,5. Des versions modifiées de la protéine Cas9 qui se lient mais ne coupent pas l’ADN peuvent être de plus utilisées pour localiser des activateurs ou des suppresseurs de transcription de séquences d’ADN spécifiques afin de contrôler l’activation et l’inactivation de la transcription de certains gènes6,7. Le ciblage Cas9 a été notamment simplifié grâce à la création d’ARN chimérique unique. Des scientifiques ont suggéré que la technologie Cas9 avait le potentiel pour modifier les génomes de populations entières d’organismes8. En 2015, des scientifiques en Chine ont utilisé Cas9 pour modifier le génome d’embryons humains pour la première fois9. Depuis 2015 et toujours en Chine, des patients atteints notamment de cancers, sont traités à l’aide de CRISPR-Cas910.

En octobre 2020, le prix Nobel de chimie a été attribué à Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna pour le développement d’une méthode d’édition du génome, en l’occurrence, le système d’édition CRISPR-Cas911

Image dans Infobox.

Présentation : {{}}
Type Ribonucléoprotéine, protéine
Partie de CRISPR-associated endonuclease Cas9, HNH nuclease domain, protein family (d), CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix, protein family (d), CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain, protein family (d), Cas9-type HNH domain, protein family (d), CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe, protein family (d)

https://upload.wikimedia.org/wikipe...

Une structure du Cas9 de S. aureus dans un complexe avec un ARN guide (haut) et son ADN cible (bas)1.

Article complet sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Cas9

Vidéos :

Aperçu 2:11 CRISPR/CAS9 : une méthode révolutionnaireYouTube· Inserm 17 juin 2016

Aperçu 5:55 Crispr-Cas9 : une révolution pour manipuler le génomeLe Monde· Le Monde27 févr. 2019

Aperçu 2:59 Crispr Cas9, une méthode révolutionnaire pour faire évoluer ...YouTube· LeHuffPost 9 sept. 2017

Autres lectures :

CRISPR-Cas, une technique révolutionnaire pour modifier le ...https://www.museum.toulouse.fr › crispr-cas-une-techni... -7 oct. 2020 — « Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna ont obtenu le prix nobel de chimie 2020 pour leurs travaux sur le CRISPR-Cas9 … »

Le système CRISPR-Cas - iPubli-Insermhttps://www.ipubli.inserm.fr › bitstream › handle -de FR Croteau · 2018 · Cité 1 fois — Le système CRISPR-Cas est constitué du locus CRISPR, de l’anglais clustered regularly interspaced short palindromic repeats, et de gènes cas (CRISPR- ...

Modification du génome par CRISPR/Cashttps://gensuisse.ch › modification-du-genome-par-cris... -Pour modifier un gène de façon ciblée avec la méthode CRISPR/Cas9, il faut composer à l’aide d’un ordinateur, puis synthétiser, une section d’ARN comportant ...

CRISPRhttps://www.futura-sciences.com › Santé › Définitions -Fonctionnement de CRISPR-Cas9. Les chercheurs fabriquent un ARN guide, qui forme un complexe avec l’enzyme Cas-9 et coupe la chaîne ADN...

Et puis encore ceci :

Les articles étiquetés CRISPR/Cas9 et postés sur ISIAS sont à retrouver à partir de ce site : https://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&amp ;recherche=CRISPR%2FCas9

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Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 19/04/2021

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

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Fichier : ISIAS Génétique OGM CRISPR Cas9 Small Changes made with gene editing cause severe deformities in plant French version.4.docx

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