L'ingénierie génétique et ses applications dans les domaines biologique, industriel et médical
2024-08-24
Chercheur principal Yasser Marei Nayef Al-Shabani
Expert en ingénierie génétique et biotechnologie - Université de Bagdad
Centre de développement du bassin supérieur de l'Euphrate / Université d'Anbar
Introduction :
Ingénierie génétique : C'est la technique de modification du matériel génétique des organismes vivants, également appelée modification génétique, est une manipulation humaine directe du matériel génétique d'un organisme d'une manière qui ne se produit pas dans des conditions naturelles. Cette technique vise à améliorer les traits génétiques des organismes ou à développer de nouveaux produits. Tout organisme produit à l'aide de ces techniques est considéré comme un organisme génétiquement modifié, l'ingénierie génétique repose sur un ensemble d'outils et de techniques, tels que CRISPR-Cas9, pour apporter des modifications subtiles dans le génome.
Les dernières décennies du vingtième siècle ont été témoins de révolutions scientifiques qui ont fondamentalement changé la vie humaine, dont la plus importante était la révolution dans le domaine de l'ingénierie des gènes, qui est associée à une gamme d'expériences biologiques, qui incluent le contrôle des gènes et le clonage biologique. L'ingénierie des gènes est l'étude du changement génétique en ajoutant ou en désactivant un gène ou un ensemble dans le matériel génétique d'un organisme pour produire des traits souhaitables ou exclure des traits indésirables.
Comment réaliser l'ingénierie génétique :
L'ingénierie génétique a été réalisée de plusieurs manières qui se composent principalement de 4 étapes :
1- Isolement du gène souhaité : L'isolement se fait en identifiant le gène souhaité à introduire dans les cellules grâce à des informations préalables sur les gènes, qui sont obtenues soit par le travail de bibliothèques d'ADN complémentaire ou d'ADNg, puis ces gènes sont multipliés à l'aide de la réaction en chaîne par polymérase.
2- Insérer ou charger le gène souhaité dans un vecteur approprié tel qu'un plasmide. D'autres vecteurs tels que des vecteurs viraux ou des liposomes peuvent également être utilisés.
3- Insérer la femme enceinte dans les cellules de l'organisme à modifier, et cela se fait de plusieurs manières, y compris avec le pistolet à ADN.
4- Isolation et séparation des cellules ou des organismes qui ont été génétiquement modifiés avec succès des normaux.
Cela se fait de plusieurs manières, notamment : en utilisant la sonde ADN pour enquêter sur le gène d'entrée ou en utilisant les paramètres discriminants (Marqueur Sélectionnable) pour enquêter sur un trait de résistance présent chez la femme enceinte et être distingué par sa résistance à un certain trait, comme les paramètres discriminants qui acquièrent une résistance à un antibiotique particulier.
L'ingénierie génétique joue un rôle majeur dans de nombreuses applications, les plus importantes étant :
Applications biologiques et agricoles :
1- Rendements agricoles améliorés : Les plantes peuvent être génétiquement modifiées pour résister à des conditions environnementales extrêmes telles que la sécheresse et la salinité. Il est également possible d'augmenter la résistance des plantes aux maladies et aux ravageurs, ce qui réduit le besoin d'utiliser des pesticides chimiques, en plus d'augmenter la productivité des plantes.
A- Le génome de la plante de coton a été modifié pour être adapté afin de donner de nouvelles spécifications et propriétés qui n'existaient pas auparavant.
B- La taille du fruit peut être augmentée en introduisant un gène codant pour le gigantisme fruitier volumétrique, ce qui signifie une augmentation excessive de la taille du fruit.
C- Dans les processus de greffe génétique pour la production de plantes résistantes aux insectes, une grande précision dans la sélection des gènes est prise en compte, afin de ne pas entraîner un empoisonnement des humains.
D- Augmenter la production de grains de blé par ingénierie génétique en augmentant le nombre d'épis dans la plante et en augmentant le nombre de grains par épi.
2- Animaux génétiquement modifiés : utilisés pour développer de nouvelles races d'animaux qui produisent de la viande ou du lait de meilleure qualité contenant des nutriments supplémentaires. Ils sont également utilisés pour produire des animaux typiques pour l'étude des maladies humaines.
Applications industrielles :
1- Production d'enzymes industrielles : L'ingénierie génétique est utilisée pour produire des enzymes utilisées dans l'industrie alimentaire, telles que des enzymes de qualité dans l'industrie du pain et des produits laitiers.
2- Bioénergie : Développer des microbes génétiquement modifiés pour convertir efficacement la biomasse en biocarburants, contribuant à la production de sources d'énergie renouvelables et durables.
3- Traitement des déchets : L'utilisation de micro-organismes génétiquement modifiés pour analyser les polluants environnementaux et les déchets industriels, contribuant à réduire la pollution environnementale.
4- Production de protéines de haute valeur vitale comme nourriture pour le bétail et la volaille.
5- La production de différents types d'animaux et de plantes qui se caractérisent par leur grande taille par rapport aux espèces résultantes, et ces expériences sont encore restreintes par un certain nombre de lois spécifiques.
6- Production d'hormones de lait chez les bovins pour augmenter la production de lait.
7- Produire des bactéries marines reformulées capables d'éliminer la pollution des grandes marées noires qui s'infiltrent dans les mers et les océans, les décomposant en composés simples et les digérant.
8- Produire des microbes qui traitent les eaux usées, éliminent les substances et les odeurs nocives et les rendent aptes à divers usages.
Applications médicales :
1- Thérapie génique : Cette technique vise à traiter les maladies génétiques en corrigeant ou en remplaçant des gènes défectueux dans les cellules du patient. Un exemple est le traitement des maladies sanguines héréditaires telles que la thalassémie et l'anémie falciforme.
2- Produit de médicaments thérapeutiques et de protéines : L'ingénierie génétique est utilisée pour produire de l'insuline humaine, des facteurs de coagulation pour les patients hémophiles, et de nombreux autres médicaments biologiques.
3- Développement de vaccins : Utilisé pour développer de nouveaux vaccins plus efficaces contre les maladies infectieuses telles que le VIH et la grippe. Production de certains médicaments en grande quantité : L'insuline a été le premier médicament humain fabriqué par ingénierie génétique en 1982. Il a également été possible grâce à cette ingénierie d'obtenir le facteur de coagulation humain et des agents dissolvants de caillots.
4- Production d'hormones en quantités suffisantes : telles que l'hormone de croissance humaine.
5- Produire génétiquement de l'interféron, une hormone de croissance pour traiter le retard de croissance et la croissance lente chez l'homme.
6- Production d'insuline bactérienne au lieu de celle traditionnellement extraite des porcs et des vaches.
7- Production de vaccins synthétiques spéciaux. Le processus de leur production par des méthodes conventionnelles comprend plusieurs dangers tels que le vaccin contre le virus de l'hépatite C et la grippe.
8- Production de produits chimiques pharmaceutiques et d'antibiotiques à un coût inférieur et à un taux de production élevé.
9- Production d'une enzyme activée par le plasminogène tissulaire qui est utilisée pour prévenir la coagulation du sang à l'intérieur du système circulatoire pour les patients ayant subi une crise cardiaque.
10- Production d'albumine plasmatique pour réduire les problèmes et les risques d'obtention de plasma contaminé auprès des donneurs de sang.
11- Production d'un grand nombre de vaccins et de vaccins contre les maladies humaines, animales et végétales.
12- Diagnostic précoce de certaines maladies génétiques telles que l'anémie falciforme et l'urine phénolique.
13- Thérapie génique telle que : ajouter le gène de production d'insuline dans le chromosome humain, cela conduit à la possibilité que le patient atteint de diabète sucré soit toujours guéri, et au traitement de certaines maladies d'immunodéficience.
14- Vaccin contraceptif chorionique humain : Les scientifiques ont réussi à concevoir un vaccin régulateur de grossesse utilisé par les femmes grâce à des techniques d'ingénierie génétique, qui est une hormone (gonadotropine) humaine choriopath, qui est injectée par les femmes, qui stimule le système immunitaire à former des anticorps qui attaquent l'œuf avant la fécondation et la destruction, et stimule également les ovaires à ne pas produire l'hormone (progestérone) nécessaire au processus d'ovulation. Avec ce vaccin, les femmes peuvent utiliser une injection de l'hormone au lieu de prendre des comprimés de progestérone synthétique quotidiennement, ou d'utiliser un DIU, et les caillots sanguins, la prise de poids, les nausées et les vomissements résultant des pilules causant des perturbations dans le cycle menstruel.
Défis et éthiqueMalgré les avantages significatifs de l'ingénierie génétique, elle soulève certaines questions éthiques et juridiques. Ces questions incluent des préoccupations concernant leurs impacts sur l'environnement et la biodiversité, ainsi que des préoccupations concernant les modifications génétiques chez les humains et leur potentiel à être utilisées à des fins non éthiques telles que l'amélioration sélective des traits génétiques.
ConclusionL'ingénierie génétique représente une révolution dans la science et la technologie, avec un potentiel énorme pour améliorer nos vies dans divers domaines. Grâce à ses applications en biologie, médecine et industrie, nous pouvons relever de nombreux défis en matière de santé et d'environnement. Cependant, cette technologie doit être abordée avec prudence pour garantir qu'elle est utilisée de manière sûre et éthique.
#Centre_de_développement_du_bassin_supérieur_de_l'Euphrate
