Dans cet article de blog, nous explorerons le potentiel transformateur de la technologie des ciseaux génétiques, les problèmes de sécurité et d'éthique qu'elle soulève, et discuterons des moyens de les résoudre.
Dans le monde moderne, les avancées technologiques sont très rapides. Par exemple, nos téléphones portables ne servaient qu'à appeler et à envoyer des SMS il y a quelques décennies, mais avec le développement d'internet et des communications, nous pouvons désormais regarder des vidéos, rechercher des documents, utiliser les réseaux sociaux et bien plus encore. De plus, l'invention de la machine à vapeur et le développement des transports comme le train, la voiture et l'avion ont simplifié nos vies. Parmi ces avancées technologiques qui nous ont été d'une grande aide, je pense à la technologie de recombinaison génétique.
La technologie de recombinaison génétique fait appel à des ciseaux génétiques. Cette technologie est issue d'un mécanisme originellement présent chez les amphibiens ou les micro-organismes, et a donné naissance, par ordre de développement, à la première génération de nucléases à doigts de zinc (ZFN), à la deuxième génération de TALEN et à la troisième génération de CRISPR/Cas9. Cette technologie utilise des protéines, qui agissent comme des ciseaux, et des polynucléotides, qui agissent comme des tailleurs, pour corriger les gènes en supprimant ou en insérant tout ou partie de la séquence d'un gène spécifique, soit pour inactiver le gène cible, soit pour ajouter le gène souhaité.
Les nucléases à doigts de zinc (ZFN) constituent la première génération de ciseaux génétiques, composées de trois ou quatre doigts de zinc et d'une nucléase. Si les enzymes de restriction sont des ciseaux génétiques naturels, cette technologie est considérée comme un ciseau génétique artificiel, améliorant encore leurs performances. Des ciseaux génétiques ont été découverts dans la structure de l'ADN de grenouilles africaines à griffes au milieu des années 1980 lors de recherches sur les gènes. Les scientifiques les ont baptisés doigts de zinc en raison de leur teneur en zinc. Srinivasan Chandrasegaran a créé les nucléases à doigts de zinc en assemblant six doigts de zinc et en les combinant avec FokI, une enzyme de restriction utilisée par les bactéries pour couper les protéines.
La deuxième génération de ciseaux génétiques, les TALEN, est issue du phytopathogène Xanthomonas. Les acides aminés qui composent les TALEN correspondent aux séquences qu'ils coupent ; ainsi, lorsqu'un acide aminé est modifié, la séquence à laquelle il se lie est également modifiée. Comme les talen reconnaissent davantage de bases A, ils peuvent également reconnaître l'ADN humain. La troisième génération de ciseaux génétiques CRISPR a été créée en combinant l'ARN, qui localise l'ADN à modifier, avec Cas9, qui le coupe. La technologie CRISPR/Cas9 est dérivée d'une protéine impliquée dans la réponse immunitaire des bactéries et capable de couper les gènes viraux étrangers pour les protéger. Une autre caractéristique distinctive de CRISPR est l'utilisation de « Cas9 » au lieu de « FokI ». Elle fonctionne en liant l'ARN, qui sert de guide, à la séquence d'ADN à corriger, puis Cas9 coupe un site spécifique de l'ADN. Contrairement aux première et deuxième générations, elle ne présente pas de structure protéique complexe et coupe l'ADN en profondeur.
La différence entre les technologies de ciseaux génétiques de première, deuxième et troisième générations réside dans le fait que les nucléases à doigts de zinc de première génération et les talènes de deuxième génération ne possèdent pas la fonction d'enzymes de coupure génique. Il est donc difficile de fusionner ces enzymes pour utiliser ces technologies. En revanche, la technologie de ciseaux CRISPR de troisième génération possède elle-même la fonction d'une enzyme de coupure génique, éliminant ainsi le besoin de fusion avec une enzyme de restriction distincte. Elle diffère également en termes de sélectivité pour la reconnaissance des séquences génétiques, car elle peut utiliser des séquences complémentaires d'ARN simple brin (sgRNA) sans avoir à construire des structures d'unités répétitives de nucléases à doigts de zinc ou de talènes. Grâce à ces différences, les ciseaux CRISPR sont désormais considérés comme une technologie révolutionnaire et constituent la technologie la plus couramment utilisée pour l'édition génétique.
Je suis convaincu que l'édition génétique à l'aide de ciseaux génétiques présente de nombreux avantages, le premier étant l'application de cette technologie à l'industrie agroalimentaire : les aliments génétiquement modifiés (OGM). « OGM » signifie « organisme génétiquement modifié » et désigne les produits agricoles créés par génie génétique pour combiner des gènes utiles d'un organisme avec ceux d'un autre afin de servir un objectif précis, comme la résistance aux parasites ou l'augmentation des rendements. Bien que l'utilisation des OGM fasse encore l'objet d'un débat, je suis favorable à leur développement.
La première raison pour laquelle je suis favorable aux aliments OGM est que leur diversité accrue contribuera à résoudre l'un des plus grands problèmes de l'humanité : la crise alimentaire. Actuellement, le nombre de personnes souffrant de la faim dans le monde augmente considérablement, et la population mondiale croît également rapidement. Cependant, il est peu probable que la production alimentaire issue de la nature puisse répondre à la consommation alimentaire d'une population croissante. La Corée, en particulier, devrait devenir plus dépendante des aliments OGM à l'avenir. En effet, la Corée est le deuxième importateur mondial de céréales et ses ressources alimentaires sont rares. Selon l'Institut coréen de recherche économique rurale, la proportion de cultures importées est très élevée. Je pense donc que la Corée, dont le taux d'autosuffisance alimentaire est faible, devrait s'efforcer de développer des aliments génétiquement modifiés.
La deuxième raison en faveur des aliments OGM est qu'ils peuvent être bénéfiques pour la santé humaine. Le riz doré est un exemple d'aliment génétiquement modifié. Il est génétiquement modifié pour biosynthétiser le bêta-carotène, un précurseur de la vitamine A. On estime que la carence en vitamine A tue 670,000 XNUMX enfants de moins de cinq ans chaque année. Ce riz a été créé pour aider les personnes souffrant de carence en vitamine A dans les pays en développement.
Les opposants aux OGM remettent en question la sécurité des aliments génétiquement modifiés. Or, bien que ces aliments soient utilisés depuis des décennies à diverses fins, notamment pour l'alimentation animale, aucun cas de préjudice causé à des personnes par les cultures dont ils sont issus n'a été signalé. En revanche, des cas de préjudice causé à des personnes par la consommation d'aliments biologiques ont été recensés. En 2011, une contamination de germes biologiques par la bactérie pathogène E. coli en Allemagne a causé 50 décès et plus de 3,000 XNUMX maladies graves.
Le développement des aliments génétiquement modifiés nécessite beaucoup de temps et d'argent, et est soumis à des tests approfondis et à des contrôles rigoureux. Le processus de développement et d'approbation des aliments OGM consiste d'abord à s'assurer que les protéines produites par les gènes introduits sont structurellement similaires aux toxines, aux perturbateurs nutritionnels, aux allergènes, etc., et qu'elles ne sont pas susceptibles d'agir comme toxines ou allergènes pendant la cuisson et la transformation, en se décomposant à la chaleur ou dans les sucs gastriques et intestinaux artificiels. On dit que près d'un camion de documents doit être soumis pour obtenir l'autorisation d'importer des OGM, et remplir les documents de vérification nécessaires pour obtenir l'autorisation de cultiver des OGM sur le territoire national est très long et coûteux. Les cultures non comestibles, comme l'herbe, sont également soumises à un processus de contrôle rigoureux. De toute évidence, aucun autre ingrédient n'a été autant étudié et validé que les cultures OGM, et les OGM sont soumis à un processus d'approbation rigoureux qui doit être renouvelé tous les dix ans. Compte tenu de cette rigueur, je ne pense pas qu'il soit approprié de discuter de la sécurité ou des effets secondaires des aliments OGM ; je pense plutôt que les cultures traditionnelles qui ont muté en raison de la contamination de l’environnement peuvent être plus dangereuses.
Le deuxième avantage de la manipulation génétique par ciseaux génétiques réside dans le secteur biomédical. Les thérapies utilisant des ciseaux génétiques jouent un rôle majeur dans le développement de nouvelles thérapies géniques, comme l'élimination des gènes responsables de maladies incurables ou la correction de gènes endommagés. La technologie d'édition génique peut être utilisée pour corriger ou supprimer des gènes spécifiques afin de prévenir, traiter, voire guérir des maladies. Récemment, des chercheurs ont travaillé sur l'utilisation des ciseaux génétiques pour traiter des maladies génétiques, et cette technologie devrait permettre de traiter des maladies génétiques rares. La thérapie génique pourrait être plus efficace et plus sûre que les traitements traditionnels, et elle pourrait également être utilisée pour étudier les cellules souches, qui pourraient jouer un rôle important dans la régénération des organes et des tissus endommagés. Comme vous pouvez le constater, la technologie des ciseaux génétiques a le potentiel de révolutionner le secteur biomédical.
Cependant, la technologie des ciseaux génétiques reste confrontée à de nombreux défis. Premièrement, certains ont soulevé des inquiétudes quant à sa sécurité, car elle pourrait non seulement modifier avec précision des gènes ciblés, mais aussi affecter des gènes non ciblés. Deuxièmement, les questions éthiques liées à cette technologie constituent également un important débat. Par exemple, si les ciseaux génétiques sont utilisés pour modifier des gènes d'embryons humains, des controverses éthiques impliquant la vie humaine pourraient surgir. Afin de résoudre ces questions, des discussions éthiques devront être menées parallèlement au développement de la technologie.
En conclusion, la technologie des ciseaux génétiques a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines. Les aliments génétiquement modifiés (OGM) peuvent résoudre des problèmes alimentaires et améliorer la santé humaine, et leur application dans l'industrie biomédicale peut grandement contribuer au traitement de maladies incurables et à la régénération d'organes. Cependant, le développement de ces technologies nécessite des discussions et des recherches continues afin de répondre aux préoccupations en matière de sécurité et d'éthique. Pour que la technologie des ciseaux génétiques apporte des changements positifs à notre société, nous devrons soutenir activement son développement, tout en prenant en compte les questions éthiques et de sécurité qui l'accompagnent.
