Transgenèse animale

Définition

La transgenèse animale est l'introduction d'un ADN étranger dans un génome, de sorte qu'il reste héréditaire et affecte toutes les cellules des organismes multicellulaires. Généralement, chez les animaux, l'ADN étranger, appelé transgène, est introduit dans les zygotes. Les embryons qui ont intégré l'ADN étranger dans leur génome, avant la première division, vont produire un organisme transgénique. Ainsi, le transgène passera aux générations suivantes à travers la lignée germinale (gamètes).

Le schéma d'une transgenèse animale :

La transgenèse peut être utilisée pour générer une race d'animaux ayant besoin d'être génétiquement différente, contribuant ainsi à la diversité génétique. Dans certains cas, la protéine transgénique peut avoir des effets secondaires sur l'animal génétiquement modifié. Cela pourrait avoir un impact positif ou négatif sur la santé des animaux. Les implications sont spécifiques à chacun et dépendent du gène ajouté (ou supprimé), de l'organisme modifié et de son environnement.

Explications

La transgenèse chez les animaux a un immense potentiel pour l'étude de la fonction des gènes au cours du développement, de l'organogenèse et du vieillissement et a permis la modélisation de maladies humaines et l'évaluation de stratégies thérapeutiques d'une manière impossible chez les sujets humains.

Parmi les applications des animaux transgéniques peuvent être mis en évidence :

• La possibilité d'étudier au niveau moléculaire le développement embryonnaire et sa régulation.
• Manipuler l'expression génique spécifiquement in vivo.
• Étudier la fonction de gènes spécifiques.
• Être capable d'utiliser des mammifères comme bioréacteurs pour la production de protéines humaines.
• La correction des erreurs innées du métabolisme par la thérapie génique.

Depuis qu'un rat transgénique a été obtenu en 1995, la production d'animaux transgéniques est de plus en plus courante, et il existe déjà des animaux transgéniques des espèces suivantes : souris, rat, lapin, porc, vache, chèvre et mouton. La technique est réalisée, principalement par microinjection et se fait comme suit :

• Dans la première phase, un grand nombre d'oeufs fécondés sont isolés. Il est réalisé en soumettant les femelles à un traitement hormonal pour provoquer une superovulation. La fécondation peut être effectuée in vitro ou in vivo.
• Dans la deuxième phase, les zygotes obtenus sont manipulés un à un et avec une micropipette en aiguille, une solution contenant de l'ADN est introduite.
• Dans la troisième phase, ces ovules sont réimplantés chez les femelles qui agiront comme des infirmières permettant la gestation jusqu'à terme. Enfin, après le sevrage des nouveau-nés, on vérifie si l'incorporation du transgène a eu lieu.

Une stratégie plus puissante pour la transgenèse implique l'introduction d'ADN étranger dans des cellules embryonnaires totipotentes (cellules ES) ou des cellules souches embryonnaires (cellules EM). Ces cellules sont prélevées de l'intérieur de la blastula en développement et sont passées à un milieu où elles sont traitées avec des produits différents, ce qui assurera que les cellules ne se différencient pas, et leur état embryonnaire est maintenu.

L'ADN étranger est introduit dans les cellules ES par différentes techniques, puis les cellules transfectées sont réintroduites dans une blastula et celle-ci réimplantée chez une femelle.

Avec cette technique, les nouveau-nés sont des chimères, c'est-à-dire qu'ils ont des cellules d'origine différente, une partie avec le matériel génétique d'origine et une partie transfectée; en croisant avec les chimères qui ont incorporé le transgène dans sa lignée germinale, on obtient des animaux transgéniques.

La technologie actuelle pour le transfert de gènes à travers la lignée germinale de mammifères nécessite l'intégration d'ADN exogène nu dans un site aléatoire dans le génome de l'hôte. Cependant, ce processus peut générer des effets de position indésirables ainsi que des mutations délétères. Les chromosomes artificiels des mammifères sont de bons vecteurs pour la production de transgénèse, ainsi que pour la production de protéines cellulaires et d'applications en thérapie génique.

C'est parce qu'ils ont l'avantage de :

• Transport de grandes molécules d'ADN.
• La possibilité de se répliquer parallèlement au génome de l'hôte, mais sans s'y intégrer.
• Ils sont transmis à travers la lignée germinale.

Les chromosomes artificiels basés sur l'ADN satellite (SATAC, microsatellites) contiennent :

• origines non-virales de la réplication
• télomères
• centromère

Tout cela pour rester stable dans le chromosome de la cellule hôte. 60 Mb sont le prototype d'un SATAC et comprennent des séquences d'hétérochromatine non codantes entrecoupées de gènes marqueurs tels que lac Z (-galactosidase) et hph (hygromycine phosphotransférase).

La procédure de transgénèse et la surveillance subséquente de la présence du chromosome artificiel seraient les suivantes :

• Isolement des SATACs et de la concentration, par cytométrie de flux, puis collectés par centrifugation.
• Les embryons receveurs, par exemple la souris, sont cultivés.
• Une micro-injection des SATAC dans les pronuclei de souris est réalisée en utilisant des micropipettes en verre borosilicaté.
• L'ADN génomique total est extrait et amplifié par PCR pour tester la présence d'hygromycine. Ensuite, une coloration à la B-galactosidase est effectuée pour tester l'activité du gène lac Z (les deux gènes sont présents dans le SATAC).
• Enfin, une hybridation fluorescente in situ (FISH) des embryons cultivés avec un milieu en colcémide (arrête les cellules en phase M) est réalisée, avec des sondes d'ADN satellite, lac Z et hph.

Il a été observé que les chromosomes artificiels peuvent être transmis correctement au cours de la mitose et à la progéniture de l'individu transgénique, permettant la survie d'un pourcentage acceptable d'individus. La création de souris transgéniques avec SATAC ouvre également de larges applications dans des domaines tels que la génomique fonctionnelle et la création d'animaux modèles pour les maladies humaines. Des nucléotides artificiels ont également été utilisés sans aucune des bases communes, qui entrent dans la bactérie E. coli au moyen d'une diatomée. La bactérie survit et se reproduit en maintenant le nouvel ADN.

En rapport avec "transgenèse animale"

• transgène

  

  Un transgène est un gène étranger (ou son) qui a été transféré d'un organisme à un autre.

• transgenèse

  

  La transgenèse est le transfert de gènes clonés, ou de cellules cultivées, à une autre race ou espèce.

• transgenèse végétale

  

  La transgenèse végétale comprend l'insertion de tout gène d'intérêt dans n'importe quelle espèce cultivée pour un caractère souhaité afin de rassembler...

• transgénique

  

  Un organisme transgénique (OGM), animal ou végétal, a subi une manipulation, une transgénèse, de son patrimoine génétique pour lui donner de nouvelles...