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Fête de la Science 2007 Philippe Pognonec Directeur de Recherche CNRS Faculté des Sciences, Nice.

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1 Fête de la Science 2007 Philippe Pognonec Directeur de Recherche CNRS Faculté des Sciences, Nice

2 Partie V: Les OGM La technique Lintéret La controverse Partie IV: Le clonage La technique L efficacité Partie III: La transgénèse La technique L efficacité Partie II: Empreinte génétique La technique L efficacité Partie I: L ADN Qu est-ce que c est? Comment ça marche? A quoi ça sert?

3 D après 1 m = 1 millième de mm Nombre de cellules: (60X10 12 )

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5 Visuals Unlimited, Inc. Science Photo Library Visuals Unlimited, Inc. Biodidac

6 D après 1 m = 1 millième de mm

7 D après 1nm = 1 millième de millième de mm 50 m = 1/20 de mm

8 [(C 5 H 5 N 5 )(C 5 H 5 N 5 O)(C 4 H 5 N 3 O)(C 5 H 5 N 2 0)(C 5 H ) 4 (PO 4 ) 4 ] n (ADN) H 2 O (eau) HH O 1nm = 1 millième de millième de mm

9 Papillon Cor Zonneveld, Hollande ? 5cm Président m Mycoplasma genitalium K. Frantz, A. Albay and K. Bott, University of North Carolina m 9749 Taille du génome et complexité Russell Kightley, Canberra, Australia HIV nmOrganisme: Génome: Gènes:

10 Longueur de l ADN d une cellule: 2m Nombre de cellules: (60X10 12 ) Longueur de l ADN d une personne: km Distance terre-soleil: km (600X plus que sur cette représentation) Longueur de l ADN d une cellule: 2m Nombre de cellules: (60X10 12 ) Longueur de l ADN d une personne: km Votre ADN pourrait faire 500 aller-retours entre la terre et le soleil!!!!!!

11 D après 1 m = 1 millième de mm

12 D après

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14 Maladie génétique: anomalie du génome, pouvant aller du changement de 1 nucléotide (mucoviscidose) sur plus de trois milliards, à la duplication totale dun chromosome (trisomie 21). Attention: nous portons tous de nombreuses mutations, qui n'entraînent pas deffet.

15 Identité génétique Chimpanzé % humain L homme est-il génétiquement plus proche du chimpanzé que de la femme? Humain >99.9% humain Femme <96% homme

16 HommeFemme Non! +/- 4% du génome D après le U.S. Department of Energy Biological and Genome Project

17 Si >99.9% d identité, où est la différence? Extrait de

18 Humain % souris D après le U.S. Department of Energy Biological and Genome Project

19 Seulement 2% du génome est directement utile (les gènes)

20 Gène (ADN) Produit de traduction (Protéine) Transcrit (ARN) Rôle biologique

21 0.1% de différence de genome suffisent pour entraîner les variations d un individu à lautre. (Les différences phénotypiques sont codées par au plus 0.1% du génome) 0.1%Fausses jumelles 0%Vraies jumelles

22 Mais une identité génétique parfaite ne créée pas des individus identiques!!!! Pourquoi? Parce que chaque individu s épanouit dans son environnement, et développe des réponses personnalisées aux divers stimuli sociaux.

23 1 ere régulation: la structure de la chromatine: Les histones sont des protéines qui servent de bobines à lADN. Si la bobine est trop serrée, laccès aux gènes est difficile. Lacétylation, une modification moléculaire des histones, permet le relâchement de cette structure.

24 D après le U.S. Department of Energy Biological and Environmental Research program 2 eme régulation: LADN une fois accessible, chaque gène dispose de ses propres éléments de contrôle: les promoteurs. Promoteur

25 M Levine and R Tjian, Nature 424, (10 July 2003)

26 Promoteur mammifère classique Promoteur unicellulaire classique M Levine and R Tjian, Nature 424, (10 July 2003)

27 Transcrit (ARN) Gène (ADN)Promoteur (ADN) +1 D après T. Maniatis and R. Reed, Nature 416, (04 April 2002)

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30 Visuals Unlimited, Inc. Science Photo Library Visuals Unlimited, Inc. Biodidac

31 Milieu extra cellulaire Cytoplasme Noyau Stress, nutriments, maladie... Chacun de ces éléments joue un rôle

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33 Empreinte génétique Technique Efficacité

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35 Seuls des jumeaux homozygotes (identiques) ont des ADN identiques à 100% Donc chaque individu a un ADN légèrement différent de celui de son voisin Les STR: Short Tandem Repeats (Répétitions courtes en tandem) sont trouvées dans cet ADN « inutile ».

36 enfants Mère Père GATTCTGTCC GATTCTGTCC

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38 Cellules buccales GATTCTGTCC Amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction) ADN prêt a être analysé Extraction de lADN

39 Salive

40 10000 différents STR connus à travers le génome; Une douzaine seulement de ces STR sont utilisés pour les empreintes génétiques; La probabilité que deux individus indépendants aient la même empreinte génétique est de 1 sur (1x ).

41 Transgénèse Technique Efficacité

42 Méduse Aequorea victoria Lumière visible Lumière bleue M. Okabe, Osaka University, Japan Lumière bleue 75%

43 Clonage Technique Efficacité

44 Technique D après Teruhiko Wakayama et Ryuzo Yanagimachi

45 Efficacité D après Teruhiko Wakayama and Ryuzo Yanagimachi 0.3%

46 OGM Technique Intéret Controverse O rganismes G énétiquement M odifiés

47 Quelques exemples d'OGM (végétaux)

48 Technique Une plante Un problème Une solution Le maïs Un prédateur du parasite Un parasite

49 Le mais

50 Le parasite Corn rootworm (Diabrotica virgifera)

51 Le prédateur Bacillus thuringiensis Monsanto Company has genetically modified the cry3Bb1 gene derived from Bacillus thuringiensis kumamotoensis to express a Cry3Bb1 protein in corn. This Cry3Bb1 protein, a variant of the wild-type protein, is selectively toxic to some species of Coleoptera. The modified cry3Bb1 gene is expressed in the MON 863 corn line and differs from the wild-type cry3Bb1 gene by the addition of an alanine residue at position 2 of the protein and seven amino acid changes Bactérie Système digestif de la larve Production de la toxine Bt Perforation des épithéliums: mort de la larve

52 La stratégie

53 ... et le résultat:

54 Les larves de ces papillons monarch sont sensibles au pollen du mais Bt (Travail de l'Université Cornell, NY USA, publié dans Nature) Effets indésirés Rats fed Mon 863 developed several reactions, including those typically found with allergies (increased basophils), in response to infections, toxins and various diseases including cancer (increased lymphocytes and white blood cells), and in the presence of anemia (decreased reticulocyte count) and blood pressure problems (decreased kidney weights). There were also increased blood sugar levels, kidney inflammation, liver and kidney lesions, and other changes. Effet CT T

55 Ces semences modifiées sont commercialisées environ 100 fois plus cher que les non modifiées. De plus, ces semences ne peuvent être auto-produites, et donc doivent être rachetées chaque année à l'industriel producteur: création d'une dépendance économique. Autres aspects à considérer: Cas des plantes résistantes à un herbicide (maïs, soja...): l'herbicide est également vendu par la même compagnie (Monsanto)... Cas du riz doré: suite à des recherches financées sur des subventions publiques (européennes) on atteint près de 40µg de provitamine A par gramme de riz. Quelques centaines de g de riz suffisent donc par jour. Syngenta (le fabriquant) sest engagé à mettre gracieusement ses variétés de riz doré à la disposition des agriculteurs dont les revenus annuels sont inférieurs à $. La compagnie ne voit plus d'intérêt à commercialiser ce riz aujourd'hui...

56 La recherche fondamentale est-elle nécessaire? C est à vous de le décider! La recherche fondamentale permet de développer de nouveaux concepts. Elle est couteuse et inutile à court terme, et est de moins en moins subventionnée dans notre pays. La recherche appliquée permet de développer un concept préexistant, et den tirer le maximum. Elle est très utile à court terme, et est actuellement fortement encouragée et subventionnée

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