Le Génie des Gènes

Vous êtes intéressés par les dernières découvertes en génétique mais ne parvenez pas forcément à comprendre toutes les subtilités des discours sur le sujet ? Vos connaissances dans le domaine sont à dépoussiérer ou  vous aimeriez comprendre toutes les applications qui en découlent ?
Alors je vous conseille fortement la lecture de ce superbe ouvrage, riche en explications et en images sur le monde des gènes et toutes les thématiques qui s’y rapportent.
« Le Génie des Gènes » de Laurianne Geoffrey (journaliste scientifique) et Pierre Tambourin (biologiste, et directeur général de Genopole jusqu’en 2016) est paru aux Editions Cherche Midi en novembre 2017.
Le livre est magnifique, stimule l’envie de tout comprendre et donne accès à un monde incroyable, celui des gènes et leur compréhension fait toucher du doigt des applications assez incroyables.

Alors de quoi s’agit-il ?
Composé de 4 parties distinctes (généralités sur la génomique, la médecine sur mesure, un environnement bio-inspiré et le projet « Genopole »), l’ouvrage aborde toutes les facettes où la compréhension des gènes est un vrai atout pour l’homme et le monde qui l’entoure !

Voici un petit aperçu du contenu au-travers des points scientifiques exposés, des focus techniques développés, des grands noms associés, des projets et applications mis en lumière.

L’ouvrage est avant tout didactique : vous comprendrez assurément ce qu’est un gène, ce que signifie séquencer le génome et ce que cela apporte, comment on s’y prend pour y parvenir ! Mais les explications ne s’arrêtent pas là car comment s’expriment les gènes ? Comment entrent-ils en interaction les uns avec les autres ? A quoi servent donc ces parties d’ADN qui ne sont pas traduites en protéine (ce qu’on appelait improprement l’ADN poubelle* il y a de cela quelques années) ?

*voir les commentaires de ce post sur la terminologie utilisée.

Au fait, vous connaissez l’histoire de la Génétique ? Bien sûr, il y a eu le rôle clé de Mendel en 1865, la grande aventure scientifique qui a permis de comprendre le rôle de la molécule ADN pour la transmission de caractères puis les challenges pour relier les gènes à leur fonction au sein des cellules… jusqu’au séquençage du génome humain afin d’aider la communauté de généticiens à localiser les gènes impliqués dans certaines pathologies … On pensait devoir décrypter plus de 60.000 gènes… Quelle surprise, il n’y en a que 22.000 chez l’homme (moins que pour le grain de riz ! d’ailleurs on vous explique pourquoi ce n’est pas le nombre qui compte).
Maintenant les chercheurs cherchent surtout à comprendre les  mécanismes  plus complexes par lesquels les gènes sont régulés et puis, pour repérer des gènes chez l’homme, ils développent des méthodes et des outils : par exemple en se focalisant sur l’étude de génomes beaucoup plus petits comme celui du Tetraodon -une espèce de poisson d’Asie- mais qui présentent néanmoins des similitudes avec celui de l’homme !

L’ouvrage est aussi l’occasion de découvrir des gènes particuliers. Un exemple ? Le gène SMN (pour Survival of Motor Neuron). S’il existe un erreur sur ce gène (mutation), c’est l’atrophie des muscles.

Et puis, vous avez sûrement déjà entendu parler de la toute nouvelle technique CRISPR-Cas 9, cette sorte de ciseaux moléculaires qui permettent de couper l’ADN de façon très précise et donc de remplacer un gène déficient : cela offre de nombreux espoirs pour de nouvelles thérapies mais cela pose aussi de nombreuses questions. « Le Génie des Gènes » vous explique tous les tenants et aboutissants de cette pratique.

Que dire des applications ? Elles sont multiples et touchent une foule de domaines et de problématiques à résoudre bien au-delà de la compréhension des pathologies humaines : anthropologie pour connaître notre histoire évolutive, la connaissance du vivant par l’étude du monde animal et végétal (révéler de nouvelles espèces, cerner le rôle des communautés, mieux étudier les pathogènes, sélectionner de nouvelles espèces végétales..), protection de l’environnement.

L’ouvrage présente une synthèse des espèces pour lesquelles le séquençage du génome a été réalisé. Au centre, le poisson Tétraodon dont le génome a été séquencé en 2004 et qui permet de comprendre le génome humain !

En voici quelques exemples.
Applications dans le domaine de la Santé
Bien sûr, en ayant une meilleure connaissance des gènes impliqués dans une maladie, il est plus aisé de trouver de nouvelles « ruses » pour contourner une fonction défaillante. La thérapie génique consiste à corriger des gènes défectueux : mais comment fait-on ? Où en est-on ? Les succès, les échecs, les risques et les challenges sont présentés !

Mais pour soigner, cela peut aussi consister à utiliser des bactéries, des levures, des cellules qui fabriquent des molécules thérapeutiques complexes (protéines de grande taille avec une configuration spatiale particulière) ce que la chimie de synthèse est incapable de réaliser. Ce sont par exemple des anticorps monoclonaux (molécules qui se fixent spécifiquement sur une cible) utilisés en cancérologie ou dans le traitement de l’AVC (la molécule se lie aux plaquettes et favorise la destruction de caillots sanguins). Ce sont aussi des bactéries transgéniques qui permettent la fabrication d’insuline pour les personnes diabétiques.

L’ouvrage nous présente aussi la pharmacogénétique ou comment adapter un médicament au profil d’un patient, la thérapie cellulaire (réparation de tissus lésés grâce aux cellules souches) et d’autres voies (recherche de biomarqueurs, les organes en 3D …).

Applications en agronomie

Pour faire face à l’augmentation de la population et aux besoins croissants en nourriture, il faut comprendre quels gènes gouvernent quels caractères. Le séquençage du génome des cultures destinées à l’alimentation est complexe (le génome du blé Triticum aestivum est 5 x plus gros que celui de l’homme) mais il est crucial pour aider les sélectionneurs à trouver les espèces les plus résistantes aux maladies, les plus adaptées au climat local. Cette mission est facilitée par la détermination de marqueurs moléculaires liés à un gène d’intérêt.

Extrait du livre : Le Consortium « Wheat Initiave » coordonne toutes les recherches internationales sur le blé pour nourrir les populations de demain.

Bien sûr l’ouvrage détaille les OGM – dont le riz doré- (pourquoi, comment) et les freins à leur développement.

Applications pour l’environnement, l’énergie et les matériaux

Certains micro-organismes « digèrent » la pollution (de l’eau, des sols). C’est d’ailleurs ce qui est mis en oeuvre dans les stations d’épuration, notamment pour dégrader les nitrates (nous en parlions ICI). On favorise à cet effet leur nidification et leur développement. Mais grâce aux progrès de la génomique, on acquiert de meilleures connaissances sur ces micro-organismes et on peut booster leurs fonctions enzymatiques pour rendre les procédés plus efficaces.

Dans d’autres domaines de l’industrie, savez-vous que de plus en plus souvent des micro-organismes sont utilisés pour produire des détergents, des pâtes à papier, des textiles, des aliments, des bioplastiques ? L’intérêt est de grande ampleur car ce type de bio-procédés nécessitent une bien moindre quantité d’énergie et d’eau que les procédés classiques et une solution à la disparition des ressources en pétrole qui nous guette.

En un mot

Un livre passionnant, riche en contenu et en photos, des interviews pour mieux comprendre les projets, les motivations, les challenges, les questions posées et les réussites.

5 comments for “Le Génie des Gènes

  1. MRR
    15/06/2018 at 09:23

    C’est pas pour râler, mais « ces parties d’ADN qui ne sont pas traduites en protéine (ce qu’on appelait improprement l’ADN poubelle il y a de cela quelques années) » est une erreur qui est reproduite à répétition dans les textes de génomique, mais c’est une erreur. L’expression « ADN poubelle » a été inventée pour les transposons morts et pseudo-gènes, le rôle régulateur de certaines séquences non codantes, et l’existence de gènes ne codant pas pour des protéines, sont connus depuis très tôt en génétique moléculaire, et à ce jour malgré la communication bizarre du consortium ENCODE en 2012, on en est à estimer la fraction du génome humain soumise à sélection dans les 8-15%.

    Quelques références :
    http://www.pnas.org/content/111/17/6131
    https://academic.oup.com/gbe/article/6/5/1234/605927
    http://sandwalk.blogspot.com/2008/02/theme-genomes-junk-dna.html

    • 15/06/2018 at 09:29

      Merci Marc. Attend, je vais retourner voir dans le bouquin pour vérifier si c’est moi qui ai pas bien interprêté ou si c’est bien écrit comme ça.

      • MRR
        15/06/2018 at 09:33

        Merci 🙂 Je ne serais pas surpris que ce soit dans le livre, c’est une erreur très courante en génomique, de personnes qui ignorent l’histoire de leur discipline. Et c’est toujours plus agréable de penser qu’on a des résultats révolutionnaires…

        Sinon, vive le tétraodon ! (mais ce n’est pas surprenant qu’il permette de comprendre le génome humain).

        • 15/06/2018 at 09:43

          Bon, et bien c’est assez clair. Petit encart du livre « Environ 98% de notre ADN ne contient aucun gène et ne code donc pour aucune protéine. Est-ce à dire que cet ADN baptisé « ADN Poubelle » dans les années 70, ne sert à rien ? … »

          Alors merci pour ces précisions et compléments de ressources.

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