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Intégration et expression efficace de transgènes fixés sur le transposon piggyBac chez l'abeille domestique (Apis mellifera)
Figure :
A : schéma de la séquence piggyBac avec rubia (le transgène) et de la séquence piggyBac avec rubia et egfp (le 2eme transgène).
B: expression de rubia chez une larve mâle (en rouge). au dessus : un témoin sans le gène inséré (wt).
C: expression de rubia et egfp chez une larve mâle (rouge et vert). wt: témoin
Introduction à l'article :
L'étude des gènes apporte une meilleure compréhension des organismes. L'expression ou l'inhibition contrôlée de gènes (via la manipulation génétique) a permis d'expliquer le contrôle de plusieurs processus chez les organismes (développement, comportement, physiologie...).
Les abeilles domestiques sont des organismes très complexes par leur caractéristique eusociale qui leur confère entre autre le système de castes, une communication complexe (phéromones, danse des abeilles), un partage des tâches, le contrôle de la reine sur ses ouvrières (phéromones) etc. Les auteurs travaillent sur le développement de l'étude génétique de l'abeille en vue de mieux comprendre ces processus encore peu connus chez les abeilles. Après avoir séquencé le génome de l'abeille, les chercheurs ont travaillé sur les séquences promoteurs pour intégrer des transgènes, ce qu'ils ont réussi à finaliser dans cette étude.
Cet article présente donc les premières abeilles génétiquement modifiées.
Expériences de l'article :
Les auteurs ont utilisé le transposon piggyBac (séquence ADN qui va s'insérer dans l'ADN de l'organisme) pour insérer deux transgènes chez l'abeille domestique. Nommés rubia et egfp, ceux-ci, une fois exprimés, induisent une fluorescence dans la tête des larves, ce qui permet de vérifier le succès de leur intégration.
Les auteurs ont suivi la méthode suivante:
injecter les solutions d'ADN transgénique (rubia seul ou rubia avec egfp) dans des embryons (stade œuf) d'abeille
incuber ces œufs dans des conditions les faisant évoluer en reines
insérer les reines écloses dans des mini-colonies sans reine, isolées du contact extérieur
induire la ponte d’œufs non fécondés (donnant des faux bourdons, les mâles) en traitant les reines avec du CO2
A l'éclosion de ces œufs mâles, ceux-ci ont été observés au microscope pour détecter la présence de fluorescence associée aux gènes insérés.
Résultats de l'article :
Sur 15 reines, 4 (27%) ont donné des mâles avec l'expression du gène rubia seul : ceux-ci apparaissent rouges sur la photographie (voir figure).
Sur 10 reines, 2 (20%) ont donné des mâles avec la double expression rubia-egfp : ils ont à la fois le rouge et le vert qui apparaît sur la photographie.
Cela signifie que les transgènes ont bien été intégré par les reines puis transmis à leur descendance avec un taux supérieur ou égal à 20% (ce qui est conséquent par rapport aux taux retrouvés habituellement chez les autres insectes).
La fluorescence indique par ailleurs l'expression avérée des deux gènes insérés chez les mâles:
L'ADN des larves fluorescentes / non-fluorescentes a été étudié par amplification PCR pour vérification de l'expression des transgènes : toutes les larves fluorescentes avaient les transgènes dans leur génome, et aucune des larves non-fluorescentes n'avait de transgène.
Rigueur de l'article :
L'article ne parle pas du monde apicole, des maladies, et de la sélection. Il s'intéresse à développer la manipulation génétique des abeilles pour pouvoir étendre l'étude des gènes des abeilles et de leurs effets sur des processus (développement, phéromones etc).
Cependant, dans un article du National Geographic, le directeur de cette unité de travail d'où proviennent tous les auteurs (Department of Evolutionary Genetics, Heinrich Heine University Duesseldorf), Dr M. Beye, a été interrogé:
En parlant du problème de mortalité des abeilles et de la sélection par reproduction :"Il faudra recourir tôt ou tard à la biologie moléculaire pour résoudre ces questions". Il discrétise l'approche par sélection: "Il est bien plus efficace d’identifier d’abord les gènes responsables des caractères recherchés, puis de les insérer dans les abeilles."
Sans le mentionner dans l'article, ce groupe de travail s'accorde-t-il pour développer des abeilles OGM destinées à l'apiculture et non à la science pure?
Ce que cet article apporte au débat :
L'article, même si il ne traite pas des solutions à la mortalité des abeilles, tient une place importante car nous donne un aperçu de l'avancée des recherches sur la génomique des abeilles. Techniquement, nous pourrions développer des abeilles OGM. Dans quelques années, seront-elles considérées comme une solution à la crise touchant cette espèce? (cf plus haut, article Nat. Geo.)
Il est intéressant de noter que, en parallèle, beaucoup de scientifiques s'évertuent à identifier les gènes de résistance au varroa et à d'autres pathogènes. Un intermédiaire entre la sélection sur caractères (en ne regardant que le phénotype) et l'abeille OGM (en manipulant les gènes) pourrait être la sélection avec un marqueur-assistant (marked assisted breeding, voir schéma sur l'exemple sorgho). L'étude des gènes plébiscités par la plupart des auteurs, pourrait donc permettre de pratiquer une sélection plus efficace en vérifiant que les individus que l'on sélectionne par le phénotype portent bien le gène d'intérêt.
Remarques sur l'article :
à savoir : d'autres insectes comme les drosophiles ou les moustiques sont modifiés génétiquement depuis longtemps pour diverses études scientifiques dont l'avancée génétique, l'étude du développement, etc.
Intégration et expression efficace de transgènes fixés sur le transposon piggyBac chez l'abeille domestique (Apis mellifera)
A : schéma de la séquence piggyBac avec rubia (le transgène) et de la séquence piggyBac avec rubia et egfp (le 2eme transgène).
B: expression de rubia chez une larve mâle (en rouge). au dessus : un témoin sans le gène inséré (wt).
C: expression de rubia et egfp chez une larve mâle (rouge et vert). wt: témoin
L'étude des gènes apporte une meilleure compréhension des organismes. L'expression ou l'inhibition contrôlée de gènes (via la manipulation génétique) a permis d'expliquer le contrôle de plusieurs processus chez les organismes (développement, comportement, physiologie...).
Les abeilles domestiques sont des organismes très complexes par leur caractéristique eusociale qui leur confère entre autre le système de castes, une communication complexe (phéromones, danse des abeilles), un partage des tâches, le contrôle de la reine sur ses ouvrières (phéromones) etc.
Les auteurs travaillent sur le développement de l'étude génétique de l'abeille en vue de mieux comprendre ces processus encore peu connus chez les abeilles. Après avoir séquencé le génome de l'abeille, les chercheurs ont travaillé sur les séquences promoteurs pour intégrer des transgènes, ce qu'ils ont réussi à finaliser dans cette étude.
Cet article présente donc les premières abeilles génétiquement modifiées.
Les auteurs ont utilisé le transposon piggyBac (séquence ADN qui va s'insérer dans l'ADN de l'organisme) pour insérer deux transgènes chez l'abeille domestique. Nommés rubia et egfp, ceux-ci, une fois exprimés, induisent une fluorescence dans la tête des larves, ce qui permet de vérifier le succès de leur intégration.
Les auteurs ont suivi la méthode suivante:
A l'éclosion de ces œufs mâles, ceux-ci ont été observés au microscope pour détecter la présence de fluorescence associée aux gènes insérés.
Sur 15 reines, 4 (27%) ont donné des mâles avec l'expression du gène rubia seul : ceux-ci apparaissent rouges sur la photographie (voir figure).
Sur 10 reines, 2 (20%) ont donné des mâles avec la double expression rubia-egfp : ils ont à la fois le rouge et le vert qui apparaît sur la photographie.
Cela signifie que les transgènes ont bien été intégré par les reines puis transmis à leur descendance avec un taux supérieur ou égal à 20% (ce qui est conséquent par rapport aux taux retrouvés habituellement chez les autres insectes).
La fluorescence indique par ailleurs l'expression avérée des deux gènes insérés chez les mâles:
L'ADN des larves fluorescentes / non-fluorescentes a été étudié par amplification PCR pour vérification de l'expression des transgènes : toutes les larves fluorescentes avaient les transgènes dans leur génome, et aucune des larves non-fluorescentes n'avait de transgène.
L'article ne parle pas du monde apicole, des maladies, et de la sélection. Il s'intéresse à développer la manipulation génétique des abeilles pour pouvoir étendre l'étude des gènes des abeilles et de leurs effets sur des processus (développement, phéromones etc).
Cependant, dans un article du National Geographic, le directeur de cette unité de travail d'où proviennent tous les auteurs (Department of Evolutionary Genetics, Heinrich Heine University Duesseldorf), Dr M. Beye, a été interrogé:
En parlant du problème de mortalité des abeilles et de la sélection par reproduction :"Il faudra recourir tôt ou tard à la biologie moléculaire pour résoudre ces questions". Il discrétise l'approche par sélection: "Il est bien plus efficace d’identifier d’abord les gènes responsables des caractères recherchés, puis de les insérer dans les abeilles."
Sans le mentionner dans l'article, ce groupe de travail s'accorde-t-il pour développer des abeilles OGM destinées à l'apiculture et non à la science pure?
L'article, même si il ne traite pas des solutions à la mortalité des abeilles, tient une place importante car nous donne un aperçu de l'avancée des recherches sur la génomique des abeilles. Techniquement, nous pourrions développer des abeilles OGM. Dans quelques années, seront-elles considérées comme une solution à la crise touchant cette espèce? (cf plus haut, article Nat. Geo.)
Il est intéressant de noter que, en parallèle, beaucoup de scientifiques s'évertuent à identifier les gènes de résistance au varroa et à d'autres pathogènes. Un intermédiaire entre la sélection sur caractères (en ne regardant que le phénotype) et l'abeille OGM (en manipulant les gènes) pourrait être la sélection avec un marqueur-assistant (marked assisted breeding, voir schéma sur l'exemple sorgho). L'étude des gènes plébiscités par la plupart des auteurs, pourrait donc permettre de pratiquer une sélection plus efficace en vérifiant que les individus que l'on sélectionne par le phénotype portent bien le gène d'intérêt.
à savoir : d'autres insectes comme les drosophiles ou les moustiques sont modifiés génétiquement depuis longtemps pour diverses études scientifiques dont l'avancée génétique, l'étude du développement, etc.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.