Les biotechnologies appliquées aux microorganismes Jean-Claude Pernollet Directeur de recherche honoraire de l’INRA Membre de l’Académie d’Agriculture de France

Les étapes de la connaissance du génome

Brève histoire de l’utilisation des microorganismes pour l’alimentation. Remarque liminaire : La fermentation, phénomène naturel qui se produit lors de la décomposition de la matière organique, précède la maîtrise par l'homme de ce procédé ; en effet, les fruits fermentent sans aucune intervention humaine. Haute antiquité : L'utilisation de la fermentation par les humains remonterait au Paléolithique pour la conservation des aliments et au Néolithique pour la production de certaines boissons. Par exemple, l'homme a utilisé la fermentation alcoolique dans la fabrication de la bière ou celle du vin depuis des millénaires, sans connaître les processus biologiques précis. Jusqu’au XIXe siècle : Développement d’une maîtrise empirique de la technologie fermentaire. En 1815, le chimiste français Joseph Louis Gay-Lussac a établi pour la première fois l'équation brute de la réaction chimique de la décomposition du glucose en éthanol. Dans les années 1830 Charles Cagniard de Latour, Theodor Schwann et Friedrich Traugott Kützing pouvaient prouver, indépendamment les uns des autres, que des êtres vivants, notamment des levures, étaient responsables de la fermentation. 1857 : Louis Pasteur a postulé une « théorie vitaliste de la fermentation » selon laquelle la fermentation alcoolique n'était possible qu'en liaison avec des cellules vivantes. 1965 : Découverte des enzymes de restriction permettant les modifications chimiques de l’ADN 1973 : Première application de la transgénèse à un micro-organisme, le colibacille. 1974 : Début du génie génétique (clonage de gènes, modifications, invalidations, transferts…). RUPTURE TECHNOLOGIQUE : Emergence de la biotechnologie microbienne : manipulations chimiques et biochimiques ciblées de l’ADN pour optimiser les applications du fonctionnement des microorganismes.

Critères possibles pour identifier le caractère biotechnologique Maîtrise au moins intellectuelle de modifications ciblées d’un segment d’ADN (choix a priori) Manipulations ciblées biochimiques de molécules d’ADN in vitro ou in vivo (> CRISPR) Transfert interspécifique de gènes Manipulation de cellules in vitro (protoplastes…) Génération de modifications au hasard et sélection a posteriori versus Modifications raisonnées a priori effectuées par ingénierie moléculaire et cellulaire