Derniers développements dans le domaine de la génétique et de la biotechnologie

Lisez cet article pour en savoir plus sur les derniers développements dans le domaine de la génétique et de la biotechnologie!

Recherche sur les cellules souches:

je. Première banque de cellules souches:

La première banque de cellules souches au monde a été ouverte au Royaume-Uni en 2004. Le centre développera et stockera des cellules souches à des fins de recherche médicale.

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Les deux premières lignées de cellules souches à être mises en réserve proviennent du King's College, à Londres, et du Center for Life, un centre de recherche situé à New Castle. Les lignées de cellules souches ont été découvertes à partir d'embryons humains précoces, à partir de tissus prélevés par des patients subissant des traitements de fertilité.

L’Institut national héberge la banque de cellules souches qui est unique dans la mesure où il envisage de stocker toute la gamme de lignées de cellules souches: embryonnaire, fœtale et adulte.

ii. Le cordon ombilical: une source plus riche de cellules souches:

Selon les conclusions d'une équipe de chercheurs de la Kansas State University aux États-Unis, les cellules de la matrice du cordon ombilical humain et humain, appelées «gelée de Wharton», sont des sources riches et facilement disponibles de cellules primitives et présentent les caractéristiques essentielles de toutes les cellules souches.

Il a été constaté que le cordon ombilical humain et les cellules matricielles se différencient en neurones, comme dans le cas du cordon ombilical de porc. Selon les chercheurs, les cellules matricielles du cordon ombilical pourraient fournir à la communauté des chercheurs scientifiques et médicaux une source de cellules souches non controversée et facilement accessible pour développer des traitements pour diverses maladies, telles que la maladie de Parkinson, les accidents cérébrovasculaires et les cancers.

La gelée de Wharton est le tissu conjonctif gélatineux que l'on ne trouve que dans le cordon ombilical. La gelée confère au cordon sa résilience et sa souplesse et protège les vaisseaux sanguins du cordon ombilical contre la compression. Au fur et à mesure que l'embryon se forme, certaines cellules très primitives migrent entre la région où se forme le cordon ombilical et l'embryon.

Certaines cellules primitives pourraient rester dans la matrice plus tard dans la gestation ou être encore présentes même après la naissance du bébé. L'équipe suggère que la gelée de Wharton pourrait être un réservoir de cellules souches primitives qui se forment peu après la fécondation de l'œuf.

iii. Cellules souches provenant d'embryons: nouvelles possibilités:

Les rapports publiés en 2006 indiquent que les scientifiques ont trouvé une nouvelle source de cellules souches: le fluide qui entoure les bébés en développement dans l'utérus. Les scientifiques ont créé une lignée de cellules souches à partir d'un embryon humain qui avait cessé de se développer naturellement et qui était considérée comme morte.

Une autre technique consiste à prélever une cellule unique d'un embryon à un stade précoce et à l'utiliser pour ensemencer une lignée de cellules souches. Selon la nouvelle technique, le reste de l’embryon deviendra un être humain en bonne santé. En juin 2007, les chercheurs ont cultivé des cellules souches embryonnaires humaines à l'aide d'une méthode non controversée qui n'a pas nui aux embryons.

Ils ont déclaré avoir développé plusieurs lignées ou lots de cellules à l'aide d'une seule cellule prélevée sur un embryon, qu'ils ont ensuite congelés indemnes. Ce sont les premières lignées de cellules embryonnaires humaines existantes qui ne résultent pas de la destruction d'un embryon.

Ces cellules prélevées sur des embryons âgés de plusieurs jours pourraient constituer un moyen de régénérer toutes sortes de tissus, de sang et peut-être même d'organes. Et les étudier pourrait les aider à apprendre à reprogrammer des cellules ordinaires. Cette approche pourrait éviter les objections à la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines.

iv. Utilisation de cellules souches adultes pour les patients cardiaques:

Traiter des patients cardiaques en injectant directement des cellules souches adultes dans leur cœur, plutôt que de fournir des cellules souches adultes par une artère à l'aide d'un cathéter, est un effort novateur qui augmente la capacité de pompage du sang du cœur en un temps très court. Il en résulte une croissance de nouveaux vaisseaux sanguins à peine trois à six mois après l’injection des cellules souches.

Des essais cliniques ont été menés au Centre médical de l’Université de Pittsburgh pour le démontrer. La procédure implique l'injection de cellules souches dans les muscles «affaiblis» du cœur, la régénération n'étant possible que dans ces muscles.

v. Thérapie d'injection de cellules souches:

En 2005, l'Institut des sciences de la médecine All India (AIIMS), basé à Delhi, a marqué une première mondiale dans le domaine de la médecine innovante des cellules souches par la méthode d'injection. L'AIIMS a réussi cet exploit après deux années de recherches novatrices au cours desquelles plusieurs patients cardiaques ont reçu des injections de cellules souches. Parmi ces patients figurait une petite fille de sept mois à qui l’injection de cellules souches avait été administrée. Les médecins ont injecté dans son cœur des cellules souches provenant d'un os de la jambe de bébé.

Les médecins de l'AIIMS ont constaté que sur 6 patients traités par injection de cellules souches, au bout de 6 mois, 56% du muscle cardiaque mort était revenu à la vie. Après 18 mois, ce chiffre était de 64%. La thérapie par injection de cellules souches s'est révélée tout aussi efficace contre d'autres affections, telles que le diabète, la dystrophie musculaire et la paralysie cérébrale.

vi. Insuline à partir de cellules souches:

Pour la première fois, des scientifiques ont créé avec succès de l'insuline à partir de cellules souches prélevées dans le cordon ombilical d'un enfant. Cette percée médicale, qui montre que les cellules souches extraites du cordon ombilical du nouveau-né peut être modifiée pour produire de l'insuline, offre la promesse de guérir le diabète de type 1 à l'avenir.

En 2007, les chercheurs de la branche médicale de l'Université du Texas à Galveston ont d'abord cultivé un grand nombre de cellules souches, puis leur ont demandé de ressembler aux cellules du pancréas produisant l'insuline, atteintes du diabète.

vii. Œufs de mammifères issus de cellules souches:

Des chercheurs de l'Université de Pennsylvanie, aux États-Unis, ont créé les premiers gamètes de mammifère (œuf mature ou sperme) cultivés in vitro directement à partir de cellules souches embryonnaires. Les cellules souches de souris ont été placées dans des boîtes de verre, sans aucun facteur de croissance ou de transcription particulier, qui se sont transformées en ovocytes (un œuf avant la fin de la maturation), puis en embryons.

Les résultats ont démontré que même en dehors du corps, les cellules souches embryonnaires restent totipotentes ou sont capables de générer n'importe quel tissu du corps. Dans la parthénogenèse, ou reproduction spontanée sans sperme, le noyau de n'importe quelle cellule est retiré et implanté dans un ovule avant que l'ovule ne se divise sans être fécondé par un spermatozoïde. Cette méthode de production de cellules souches embryonnaires avait soulevé plusieurs problèmes éthiques. Cette procédure élimine ces problèmes éthiques.

La récente réussite a prouvé que de nombreux scientifiques avaient tort, car il était généralement admis qu'il était impossible de faire pousser des ovocytes ou du sperme à partir de cellules souches en dehors du corps. Toutes les tentatives précédentes n’ont donné que des cellules somatiques (toutes les cellules présentes dans le corps, sauf les ovules et le sperme).

La dernière tentative n'a pas seulement réussi à produire des œufs à partir de cellules souches embryonnaires de souris, mais les œufs ainsi produits ont également subi une division cellulaire (méiose). Des structures similaires aux follicules qui entourent et nourrissent les œufs naturels de souris se sont également formées et l’aboutissement a été le développement en embryons.

Les scientifiques ont découvert que les cellules s'organisaient en colonies de taille variable après 12 jours de culture. Peu de temps après, des cellules individuelles se sont détachées de ces colonies. Les cellules germinales ont ensuite accumulé un revêtement de cellules semblable aux follicules entourant les œufs de mammifère. À partir du 26e jour, des cellules ressemblant à des œufs ont été libérées dans la culture - de la même manière que l'ovulation - et au 43e jour, des structures ressemblant à des embryons sont apparues par parthénogenèse, ou reproduction spontanée sans sperme.

viii. Cellules souches trouvées dans les dents de bébé:

Selon les scientifiques, les dents temporaires que ces enfants commencent à perdre vers l'âge de six ans environ - les dents de bébé, contiennent une riche réserve de cellules souches dans leur pulpe dentaire. Cette découverte pourrait avoir des implications importantes car les cellules souches restent en vie dans la dent pendant un court instant après sa chute, suggérant que les cellules pourraient être facilement récoltées à des fins de recherche.

Ces cellules souches sont uniques par rapport à de nombreuses cellules souches «adultes» du corps. Elles ont une longue vie, croissent rapidement en culture (peut-être parce qu’elles sont plus immatures que les cellules souches adultes) et peuvent, avec une incitation minutieuse en laboratoire, induire la formation de cellules spécialisées dans la dentine, les os et les neurones.

Si les études de suivi étendent ces résultats initiaux, les scientifiques supposent qu'ils pourraient avoir identifié une source importante et facilement accessible de cellules souches pouvant être manipulées pour réparer les dents endommagées, induire la régénération osseuse et traiter les lésions neurales de la maladie.

Les chercheurs ont nommé les cellules SHED, des cellules souches provenant de dents décidues exfoliées. Le terme «dents caduques» est «dents de bébé». L'acronyme était apparemment nécessaire pour différencier SHED des cellules souches dans les tissus adultes, comme les os ou le cerveau.

Séquençage des génomes:

je. Le génome de Watson séquencé:

Plus de 50 ans après avoir aidé à découvrir la structure en double hélice de l'ADN, James D. Watson a fait don de son ADN pour séquençage au Baylor College of Medicine de Houston. Le projet a duré deux mois et a coûté 1 million de dollars. Watson était ravi de voir son génome séquencé et avait annoncé qu'il le publierait à des fins scientifiques.

Le génome humain - une carte de tout l'ADN - a été achevé en 2003 pour un coût de 400 millions de dollars, comprenant un effort de 300 millions de dollars financé par le gouvernement et un projet privé de 100 millions de dollars. James D. Watson (79 ans) et Francis Crick ont ​​reçu le prix Nobel en 1962 pour leurs travaux sur la structure du code génétique humain, au début des années 1950. Crick est décédé en 2004.

ii. Le génome d'un mammifère datant de l'ère des dinosaures

Le 1 er décembre 2004, des scientifiques de l’Université de Californie ont affirmé qu’ils avaient réussi à séquencer le génome complet d’un mammifère vivant à l’époque des dinosaures. Selon eux, le mammifère était un animal nocturne, ancêtre commun de tous les animaux du placenta, y compris les humains.

Les scientifiques ont déclaré que le génome du mammifère aiderait à retracer l'évolution moléculaire du génome humain au cours des 75 millions d'années écoulées. Ils ont ajouté qu'en comparant le génome humain au génome ancestral, les scientifiques pourraient en apprendre beaucoup plus par rapport à ce qu'ils apprennent en comparant d'autres espèces vivantes, telles que la souris, le rat et le chimpanzé.

Les mammifères vivants, des singes aux chauves-souris, en passant par les baleines, sont autant de variations sur un thème commun aux mammifères et les chercheurs espèrent que les comparaisons avec leur ancêtre commun donneront un aperçu de la biologie fondamentale commune à tous les mammifères, mais également de leurs traits uniques. qui définissent chaque espèce.

iii. Séquençage des gènes du poulet:

En décembre 2004, plus de 170 chercheurs de 49 instituts de 12 pays ont déclaré à la revue Nature que le code génétique de Gallus gallus, la pintade rouge, ancêtre de tous les poulets domestiques, pourrait éclairer l'évolution humaine, car le poulet partage une majorité de ses gènes avec des humains. Les conclusions des chercheurs reposent sur l'analyse du code génétique du poulet, déchiffré par ceux-ci en mars 2004.

La séquence d'ADN confirme que l'homme et le poulet partagent 60% de leurs gènes. Les preuves génétiques réaffirment également que toute la vie sur la planète partage une origine commune et qu'au cours de 500 millions d'années d'évolution, la nature a utilisé les mêmes gènes à maintes reprises, mais de manière très subtile. Les scientifiques ont salué l'achèvement du génome du poulet comme un pas en avant dans la recherche sur l'évolution, car le poulet est le plus lointain parent à sang chaud de l'homme à être séquencé jusqu'à présent.

Bien que le nombre estimé de gènes chez le poulet et chez l'homme soit similaire, le génome du poulet représente environ le tiers de la taille du génome humain. Il contient environ un milliard de paires de bases, ou lettres chimiques du code génétique, contre 2, 8 milliards chez l'homme.

Selon les chercheurs, le poulet étant le premier oiseau à être séquencé, son ADN éclairera environ 9 500 autres espèces d'oiseaux. Les oiseaux sont les plus proches parents survivants des dinosaures, qui ont disparu des archives fossiles il y a 65 millions d'années.

iv. Le génome du chien dévoilé:

Des scientifiques américains ont dévoilé le génome du chien domestique (Canis familiaris) en décembre 2005. Publiant la séquence du chien dans la revue Nature, les scientifiques ont indiqué que le plan d'ADN de ce chien portait la lourde marque de l'influence humaine.

L'échantillon de tissu utilisé par les scientifiques pour déchiffrer le code canin provenait de Tasha, une boxeuse, une race dont la mâchoire proéminente et la respiration laborieuse témoignent de la sélection humaine chez les chiens.

Selon les scientifiques, l'histoire du chien remonte à au moins 15 000 ans, et peut-être même jusqu'à un an lakh, à sa domestication d'origine par le loup gris en Asie. Les chiens ont évolué à travers une relation mutuellement bénéfique avec les humains, partageant un espace de vie et des sources de nourriture.

On pense qu'ils sont les premiers animaux domestiqués par l'homme. Pendant des milliers d'années, la pression génétique exercée par l'Homo sapiens a provoqué l'apparition de races de chiens spécialisées dans l'élevage, la chasse et l'obéissance, ainsi que de chiens recherchés pour certains regards.

Cette «expérience évolutive» a produit plus de races de chiens domestiques que pour tous les autres membres de la famille des canidés, la classification des chiens englobant les chiens sauvages et domestiques. On estime à 400 millions le nombre de chiens dans le monde et à environ 400 races canines modernes.

v. Génomes de bactéries:

Des scientifiques de l’Institut de recherche en génomique (TIGR) aux États-Unis ont décrypté l’ensemble du génome de la souche Ames de la bactérie anthrax; il a été annoncé en avril 2003. Il s’agissait de la souche utilisée dans le programme américain d’armes biologiques et dans les attaques bioterroristes qui avaient affecté ce pays en 2001. La souche Ames séquencée par TIGR provenait toutefois d’une vache morte en 1981.

Les deux plasmides de la bactérie anthrax (fragments circulaires d'ADN) sont porteurs de nombreux gènes responsables de la virulence et de la toxicité de l'organisme. En outre, son chromosome unique possède des gènes augmentant la virulence, ainsi que des gènes similaires chez son proche parent, la bactérie commune du sol, Bacillus cereus. Ces gènes peuvent donc faire partie de l'arsenal commun du groupe de bactéries B. cereus. Certaines des principales différences entre la bactérie anthrax et B. cereus pourraient être dues à la manière dont ces gènes sont régulés, affirment les scientifiques du TIGR.

Mais un groupe de recherche américano-français, qui a séquencé le génome de B. cereus, pense qu'une comparaison des génomes des deux bactéries "contredit l'hypothèse selon laquelle l'ancêtre commun du groupe cereus serait une bactérie du sol". Ils pensent que les preuves suggèrent que l'ancêtre commun vivait dans l'intestin des insectes.

Le document TIGR admet également que la présence de certains gènes "peut être la preuve d'un mode de vie infectant les insectes chez un ancêtre récent".

Le numéro de décembre 2003 de la revue Nature Biotechnology a publié la séquence génétique complète d’une bactérie appelée Rhodopseudomonas palustris (R. palustris). La séquence génétique de la bactérie a été séquencée par une équipe de chercheurs, dont certains de l'Université de l'Iowa (UI).

Selon les chercheurs, l'opportunité d'étudier les gènes de R. palustris s'est révélée intéressante pour le séquençage des génomes microbiens.

La séquence du génome suggère que R. palustris possède en réalité cinq types de protéines de capture de la lumière et qu’elles se mélangent et qu’elles correspondent pour obtenir le maximum d’énergie de la lumière disponible. La gamme métabolique de cette bactérie est également visible dans les enzymes nitrogénases qu'elle utilise pour fixer l'azote, un processus qui convertit l'azote atmosphérique en ammoniac.

Seules les bactéries peuvent fixer l'azote, et le processus est très important en agriculture car il reconstitue l'ammoniac du sol, ce qui améliore la fertilité. Un sous-produit de la fixation de l'azote est l'hydrogène, qui peut être utilisé comme carburant.

R. palustris possède des gènes non seulement pour la nitrogénase standard, mais également pour deux enzymes nitogénases supplémentaires. La présence de ces nitrogénases supplémentaires contribue probablement à la capacité de la bactérie à produire de grandes quantités d'hydrogène. (Presque toutes les bactéries qui fixent l'azote ne possèdent qu'une seule enzyme nitrogénase.)

R. palustris a été choisi pour le séquençage pour un certain nombre de raisons. Il est très bon pour produire de l'hydrogène, qui pourrait être utile comme biocarburant, et il peut dégrader des composés contenant du chlore et du benzène que l'on retrouve souvent dans les déchets industriels. Les bactéries peuvent également éliminer de l’atmosphère le dioxyde de carbone, un gaz associé au réchauffement de la planète.

vi. Composition génétique de la souris:

Le 4 décembre 2002, le projet international sur le génome de souris de l'institut Whitehead, basé aux États-Unis, regroupant des scientifiques de six pays différents, a publié la quasi-totalité de la composition génétique de la souris. Le projet de code de la souris, long de 2, 5 milliards de lettres d’ADN, est arrivé près de deux ans après le séquençage du génome humain.

La comparaison initiale des génomes humain et de souris a montré que les deux espèces sont étroitement liées au niveau génétique. Le génome de la souris est environ 14% plus petit que son homologue humain, mais chaque espèce possède environ 30 000 gènes. Environ 99% des gènes d'une souris ont des homologues chez l'homme.

Les chercheurs ont déclaré que plus de 90% des gènes associés à la maladie sont identiques chez l'homme et la souris. Près de 2, 5% de chaque génome est partagé entre la souris et l'homme, mais ne contient pas les codes des gènes. Ces sections peuvent jouer un rôle important dans la régulation de la fonction des gènes.

Les comparaisons génomiques devraient permettre de mieux comprendre l’histoire évolutive de la diversité biologique. Par exemple, la similitude étroite du génome humain avec celle d'autres organismes indique l'unité de la vie sur cette planète.

vii. Le projet du génome de Néandertal:

Des scientifiques américains et allemands ont lancé conjointement le 20 juillet 2006 un projet de deux ans visant à déchiffrer le code génétique des Néandertaliens. Ce projet visait à approfondir la compréhension de l'évolution des cerveaux de l'homme moderne. Les Néandertaliens étaient une espèce du genre Homo qui vivait en Europe et en Asie occidentale de 200 000 à 30 000 ans.

Des scientifiques de l'institut allemand Max Planck d'anthropologie évolutive font équipe avec la société 454 Life Sciences Corporation, basée dans le Connecticut, pour cartographier le génome de Néandertal, ou code ADN. "Le Néandertalien est le parent le plus proche de l'homme moderne, et nous pensons qu'en séquençant le Néandertalien, nous pouvons apprendre beaucoup", a déclaré Michael Egholm, vice-président de la biologie moléculaire chez 454, qui utilisera sa technologie de séquençage à grande vitesse le projet.

Il n’existe pas encore de réponse précise quant à la manière dont les humains ont découvert des caractéristiques clés telles que marcher debout et développer un langage complexe. On pense que les Néandertaliens étaient relativement sophistiqués mais manquaient des fonctions de raisonnement supérieures de l'homme.

En examinant le code génétique néandertalien, il sera possible de comprendre le faible pourcentage de différences qui nous ont donné des capacités cognitives plus élevées de la part de notre plus proche parent vivant, le chimpanzé. Cela ne répondra pas à la question, mais indiquera où chercher pour comprendre toutes ces fonctions cognitives supérieures.

Sur une période de deux ans, en travaillant avec des échantillons de fossiles de plusieurs individus, les scientifiques ont pour objectif de reconstituer un brouillon des trois milliards de blocs de construction du génome de Neandertal. Ils sont confrontés à la complication de travailler avec des échantillons vieux de 40 000 ans et de filtrer l'ADN microbien qui les a contaminés après leur mort. Environ 5% de l'ADN dans les échantillons sont en réalité de l'ADN néandertalien. Mais les scientifiques ont déclaré que des expériences pilotes les avaient convaincus que le décodage était réalisable.

À l'Institut Max Planck, le projet implique également Svant Paabo, qui, il y a neuf ans, a participé à un test ADN novateur, bien que de moindre ampleur, sur un échantillon de Neandertal. Cette étude suggérait que les Néandertaliens et les humains se séparaient d'un ancêtre commun il y a un demi-million d'années et appuyait la théorie selon laquelle les Néandertaliens constituaient une impasse de l'évolution. Le nouveau projet aidera à comprendre l'évolution des caractéristiques propres à l'homme et «identifiera les changements génétiques qui ont permis aux humains modernes de quitter l'Afrique et de se propager rapidement dans le monde entier».

viii. Code génétique du moustique tueur de masse:

La bataille pour éradiquer Aedes aegypti, le moustique responsable de la fièvre jaune, de la dengue et du Chikungunya, a été touchée au bras par le séquençage réussi du génome du moustique. Les chercheurs ont publié le 17 mai 2007 le génome - une carte de tout l'ADN - de l'espèce de moustique Aedes aegypti.

Le génome, ont-ils dit, pourrait guider les efforts de développement d'insecticides ou de création de versions de ce moustique modifiées par génie génétique, incapables ou moins capables de transmettre les virus responsables de la fièvre jaune et de la dengue.

C'est la deuxième fois que des scientifiques ont pu séquencer le génome d'un moustique. Le génome d'Anopheles gambiae, le moustique qui cause le paludisme, a été décodé en 2002. Le succès a ensuite été doublé grâce à une autre équipe de chercheurs effectuant le séquençage simultané du parasite du paludisme, Plasmodium falciparum.

L'étude de la composition de l'ADN de A. aegypti et la comparaison de celle-ci avec A. gambiae ont permis aux chercheurs de comprendre que le premier variait de manière évolutive par rapport au dernier il y a environ 150 millions d'années. Cela explique probablement les différences d'apparence et d'habitudes alimentaires des deux espèces et les différentes maladies qu'elles provoquent bien qu'elles aient le même nombre de gènes.

Le séquençage des deux espèces de moustiques est important pour de nombreuses raisons. Alors que le décodage du génome du moustique causant le paludisme constituait la première tentative de démêler la constitution génétique d'un organisme non humain ayant un impact direct sur la vie humaine, le dernier succès indique le niveau de maturité atteint dans le séquençage du génome.

Bien que les chercheurs n’aient encore trouvé aucune stratégie efficace pour lutter contre le moustique qui cause le paludisme, le séquençage du génome a ouvert des possibilités sans précédent et la sécheresse a bien avancé.

Le principal avantage des cartes génétiques des deux vecteurs et des autres espèces de moustiques en cours de séquencement sera la possibilité de procéder à des analyses comparatives pour identifier les gènes communs et uniques et de concevoir de nouvelles stratégies pour lutter contre des vecteurs spécifiques.

À une époque où les droits de propriété intellectuelle sont préservés sans nier les avantages de la recherche scientifique dans le monde entier, des projets de recherche fondamentale à grande échelle permettent de réunir des chercheurs de différentes institutions du monde entier pour une cause commune. Le véritable défi consistera à tirer parti de tout progrès dans la lutte contre les vecteurs et les maladies disponibles pour les nécessiteux.

Il y a environ 3 500 espèces de moustiques, mais deux d'entre elles - Aedes aegypti et Anopheles gambiae sont la cause de la plus grande misère humaine. Un moustique égyptien représente environ 50 millions de cas de dengue dans les pays tropicaux et environ 30 000 décès dus à la fièvre jaune, principalement en Afrique occidentale et centrale et dans certaines parties de l’Amérique du Sud. En 2006, le chikungunya, une menace en Inde, a touché près de 1, 25 million de personnes. Le schéma génétique de A. aegypti est plus complexe que celui de A. gambiae.

ix. Carte génétique d'un chimpanzé:

Selon un rapport d'une équipe internationale de scientifiques publié en août 2005, les humains et les chimpanzés partagent une «identité parfaite» dans 96% de leur séquence d'ADN. Les conclusions sont tirées de l'achèvement de la séquence complète du génome d'un chimpanzé, le quatrième mammifère - après l'homme, la souris et le rat - pour donner un plan génétique complet.

La comparaison entre l'ADN humain et l'ADN de singe révèle que certains gènes d'humain et de singe ont évolué très rapidement, notamment ceux liés à la perception du son et à la transmission des signaux nerveux. Il montre un schéma de mutations génétiques qui pourraient permettre à chacun de faire des adaptations uniques à l'environnement.

Il met en évidence un schéma de changement rapide dans un petit nombre de gènes humains il y a environ 250 000 ans, lorsque l'homo sapiens (l'homme) est censé avoir émergé en Afrique. Les chimpanzés et les humains partageaient un ancêtre commun il y a six millions d'années. Il jette également un éclairage nouveau sur les différences minimes qui placent l’humanité sur une voie évolutive différente.

Cette découverte pourrait offrir une nouvelle façon de comprendre la biologie humaine et souligner une nouvelle fois la parenté étroite qui existe entre Pantroglodytti, la plus grande espèce de chimpanzé, et Homo sapiens.

X. Séquence du génome du sorgho:

Dans le numéro de février 2009 de la revue Nature, il a été signalé que des scientifiques avaient réussi à séquencer le génome de la plante de sorgho. Le sorgho est la deuxième plante après le riz de la famille des graminées à avoir son génome séquencé. Le séquençage du sorgho aidera à identifier la localisation des gènes responsables d’une photosynthèse efficace.

Le génome du sorgho est beaucoup plus petit que d’autres plantes à graminées comme la canne à sucre, le maïs, le blé, etc. Il est bien connu pour sa tolérance à la sécheresse. Cependant, le flux élevé de gènes vers les espèces apparentées aux mauvaises herbes était un gros problème pour les approches transgéniques (génie génétique).

Par conséquent, la connaissance du «potentiel génétique intrinsèque» est devenue d'autant plus importante que le sorgho est également un bon candidat pour extraire les biocarburants. Pour extraire les biocarburants, les grains de sorgho doux seraient d’abord extraits. La tige serait alors écrasée et le jus sucré servirait à produire un produit semblable à la mélasse. Le biocarburant serait alors produit à partir de la mélasse.

xi. Première carte complète du génome du riz Indica:

Le 13 décembre 2002, des scientifiques chinois ont publié la première carte complète du génome au monde du riz Indica. Le Dr Yu Jun, l'un des principaux chercheurs du projet sur le génome, a déclaré que la carte complète couvrait 97% des gènes du riz et que le même pourcentage avait été localisé dans ses chromosomes.

Le riz Indica et le riz croisé avec Indica représentent 80% de la production mondiale de riz. Une carte du génome aidera les gens à comprendre beaucoup mieux cette importante culture. Il jette les bases de l'étude des génomes et des protéines du riz et explique son schéma naturel de croissance, de prévention des maladies et de rendement. Il a un potentiel énorme dans la recherche scientifique et la production agricole.

xii. Code génétique du riz:

En 2005, dans la revue Nature, il a été signalé qu'une équipe internationale de scientifiques avait réussi à déchiffrer le code génétique du riz, ce qui en faisait la première plante à avoir son génome séquencé. Selon les scientifiques, il s'agissait d'une avancée qui accélérerait les améliorations d'une culture qui nourrit plus de la moitié de la population mondiale.

Dans le rapport, les scientifiques ont estimé que le riz contenait 37 544 gènes, mais ont indiqué que ce chiffre serait sans doute révisé à la suite de nouvelles recherches. Les humains, en revanche, ne possèdent que 20 000 à 25 000 gènes.

Ils ont également indiqué que disposer des séquences du génome serait crucial pour la sélection et que les progrès de la biotechnologie augmentent le rendement du riz. Selon une estimation, la production mondiale de riz doit augmenter de 30% au cours des 20 prochaines années pour répondre à la demande.

Gone Numbers: A Comparative Data:

Animal / Crop Nombre de gènes
Mouche des fruits 13 600
C. Elegans 19 500
Humains 20 000-25 000
Riz 37 544
Maïs 50 000

xiii. Le dopage génétique conduit à plus de puissance musculaire:

Un article publié en 2004 dans le Journal of Applied Physiology a révélé que le dopage génétique entraînait une augmentation d'environ 30% de la taille musculaire des rats. L’étude indique que l’augmentation de la taille musculaire de 30% est bien plus importante que celle des stimulants de la performance sportive existants, tels que la cocaïne, les stimulants artificiels comme le nickelthamide, les hormones de synthèse et l’érythropoïétine (EPO).

En dopage génétique, le corps est génétiquement fixé pour améliorer ses performances. C'est une réalisation scientifique importante. Jusqu'ici, selon l'étude, l'EPO et les hormones de croissance, regroupées sous la forme de peptides dans le jargon du dopage, ont dû être injectées dans le corps.

L'EPO améliore les performances en augmentant la production de globules rouges dans le corps. Étant donné que les globules rouges transportent l'oxygène, un nombre accru de globules rouges signifie que les muscles reçoivent plus d'oxygène et peuvent donc mieux fonctionner. Les hormones de croissance agissent en stimulant la croissance musculaire et la force.

xiv. 'Hapmap' dévoilé:

En octobre 2005, une équipe internationale de chercheurs a dévoilé «Hapmap», une carte de motifs de différences ADN minuscules qui distinguent une personne d’une autre. La carte ouvre la porte à la possibilité de lancer des recherches exhaustives dans l'ADN humain pour identifier les gènes qui prédisposent les gens à des troubles communs, tels que les maladies cardiaques, le cancer, le diabète et l'asthme.

Les scientifiques veulent trouver des gènes liés à la maladie pour diagnostiquer, prédire et développer des traitements. Ces gènes donnent des indices sur les fondements biologiques de la maladie et suggèrent des stratégies pour développer des thérapies.

xv. Démêler le processus de transcription génétique:

Roger D. Kornberg a franchi une étape importante sur le plan génétique: il est le premier à créer une image réelle du processus de transcription dans les gènes, à savoir la manière dont les informations essentielles stockées dans les gènes sont copiées puis transférées dans les parties des cellules qui produisent les protéines. Les perturbations du processus de transcription dans les gènes sont fatales.

La transcription constante de l'information génétique dans l'ADN est un processus central chez les organismes vivants. Si ce processus est perturbé de quelque manière que ce soit, alors toute la production de protéines dans les cellules cesse et l'organisme est détruit. De nombreuses maladies, notamment le cancer, les maladies cardiaques et les inflammations, ont été associées à des perturbations du processus de transcription.

L’excellence de Komberg réside dans le fait qu’il a été capable de capturer le processus de transcription à plein régime. L'image créée montre un brin d'ARN en cours de construction et les positions exactes de l'ADN, de la polymérase et de l'ARN au cours du processus.

Il a réussi à geler le processus de construction de l'ARN à mi-parcours, en laissant de côté l'un des blocs de construction nécessaires: lorsque la construction atteint le point où le bloc manquant est nécessaire, le processus s'arrête tout simplement.

Il a pris l'image des molécules impliquées dans leur forme cristalline en utilisant des rayons X. Ces cristaux de molécules biologiques sont uniques dans la mesure où un ordinateur peut calculer la position réelle des atomes dans les molécules. De plus, nous n’avons normalement que des images de complexes finis et de molécules individuelles.

Kornberg a découvert le «relais», le complexe médiateur, un complexe moléculaire indispensable à la régulation de la transcription. Le médiateur aide à la transmission des signaux et à l'activation ou la désactivation de la transcription. La découverte du médiateur est un formidable accomplissement dans la compréhension du processus de transcription. Romberg a reçu le prix Nobel 2006 pour son travail.

xvi. Junk DNA Controls Fonctions du gène:

Des scientifiques du Centre de biologie cellulaire et moléculaire d'Hyderabad ont montré que l'ADN indésirable du chromosome Y humain contrôlait la fonction d'un gène situé dans un autre chromosome. Selon le rapport publié en novembre 2006, environ 97% du matériel ADN est «indésirable», sans aucun rôle spécifique dans le fonctionnement des organes.

Mais les scientifiques indiens ont découvert que l’ADN indésirable du chromosome Y, que l’on ne trouve que chez les hommes, interagit et contrôle les fonctions d’un gène qui n’est pas limité au sexe. Le bloc de répétition de 40 méga-bases du chromosome Y est transcrit en ARN et contrôle l’expression d’une protéine par un mécanisme appelé trans-épissage.

xvii. Virus responsable du rhume décodé:

En février 2009, des chercheurs ont prétendu avoir décodé les génomes des 99 souches du virus du rhume. Ils ont également développé un catalogue de ses vulnérabilités. On pense que le rhume, le rhinovirus, déclenche la moitié des crises d'asthme.

Le nouvel arbre généalogique des rhinovirus devrait permettre pour la première fois d’identifier quelle branche de l’arbre contenait le virus le plus provocant pour les patients asthmatiques. Le rhinovirus possède un génome d'environ 7 000 unités chimiques, qui codent l'information afin de fabriquer les 10 protéines qui font tout ce dont le virus a besoin pour infecter les cellules et produire plus de virus.

En comparant les 99 génomes entre eux, les chercheurs ont pu les disposer dans un arbre généalogique basé sur les similitudes de leurs génomes. Cela montre que certaines régions du génome du rhinovirus changent constamment tandis que d'autres ne changent jamais.

Le fait que les régions immuables soient tellement conservées au cours de l'évolution signifie qu'elles jouent un rôle essentiel et que le virus ne peut les laisser changer sans périr. Ce sont donc des cibles idéales pour les médicaments car, en principe, l’une des 99 souches succomberait au même médicament.

xviii. Thérapie génique pour restaurer la vision:

En avril 2008, une équipe britannique de scientifiques a eu recours à la thérapie génique pour restaurer la vision en toute sécurité chez un adolescent atteint d'une forme rare de cécité congénitale. Bien que le patient n'ait pas retrouvé une vision normale, la première greffe de gène de la cécité au monde a permis une amélioration sans précédent de la vue de l'adolescent. Ils ont injecté des gènes dans l'œil le plus touché du garçon et utilisé la dose la plus faible dans ce que les scientifiques ont prétendu être un essai de sécurité.

Le garçon souffrait d'une mutation génétique appelée amaurose congénitale de Leber, qui commence à affecter la vision dans la petite enfance et finit par provoquer une cécité totale au cours de la vingtaine ou de la trentaine.

Développements en génie génétique:

je. Percée dans le dyndrome de Down:

En 2006, dans la revue Science, il était rapporté qu'Elizabeth Fisher de l'Institut britannique de neurologie et Victor Tybulewicz de l'Institut national de recherche médicale du Royaume-Uni avaient développé avec succès la technique de transplantation de chromosomes humains chez la souris, une première promesse de transformer la recherche médicale dans la cause génétique de la maladie.

Les scientifiques ont conçu génétiquement les souris pour qu'elles portent une copie du chromosome humain 21, une chaîne d'environ 250 gènes. Pour créer les souris, l'équipe a d'abord extrait les chromosomes de cellules humaines et les a injectés sur des lits de cellules souches prélevées sur des embryons de souris. Toutes les cellules souches ayant absorbé le chromosome 21 humain ont été injectées dans des embryons de souris âgés de trois jours, puis réimplantées chez leur mère. Les souris nouvellement nées portaient des copies du chromosome et pouvaient le transmettre à leurs propres petits.

Environ une personne sur mille naît avec une copie supplémentaire du chromosome, un hoquet génétique qui cause le syndrome de Down. Les études génétiques sur les souris aideront les scientifiques à déterminer les gènes à l'origine des pathologies prévalant chez les personnes atteintes du syndrome de Down, telles que le développement du cerveau, les anomalies cardiaques, les anomalies comportementales, la maladie d'Alzheimer et la leucémie.

ii. Bt Chou Développé:

Une équipe de scientifiques de l’Inde, du Canada et de la France a affirmé en 2005 qu’elle avait développé un chou résistant à la «teigne des crucifères (DBM)», un ravageur présent dans le monde entier. Le chou résistant aux parasites a été produit en lui transférant un «gène de fusion» synthétique du Bacillus thuringiensis (Bt) qui produit deux protéines toxiques pour le parasite.

Selon des scientifiques, le chou pousse dans des conditions tropicales et subtropicales et la présence de deux gènes Bt dans le chou est susceptible d'empêcher l'évolution de la résistance de l'organisme nuisible.

iii. Technologie de désactivation du gène:

Les biologistes indiens ont mis au point avec succès la «technologie d'inactivation des gènes» en Inde. Au Centre de biologie cellulaire et moléculaire d'Hyderabad (CCMB), les scientifiques ont créé le premier gène knock-out, auquel il manque l'un des gènes de la protéine du lait, la kappa-caséine, nécessaire à la lactation, en 2006. D'autres pays comme les États-Unis, le Royaume-Uni, Allemagne La France, l'Australie et le Japon ont déjà développé et utilisé cette technologie.

Selon cette méthode, les chercheurs créent un organisme créé par génie génétique en inactivant un gène en particulier pour en évaluer les effets et en mieux comprendre les fonctions. On dit que la technologie a d’énormes applications non seulement dans le domaine de la biologie fondamentale, mais également dans la création de modèles de maladies humaines et la découverte de médicaments.

The CCMB had created a National Facility for Transgenic and Gene Knockout mice with support from the Department of Scientific and Industrial Research. Explaining the work carried out, Satish Kumar, who heads the facility, said the technology was based on mouse embryonic stem cells that could be maintained outside the body for long periods.

One could remove or modify an existing gene in these cells and reconstruct a novel animal. In the absence of kappa-casein, the milk protein genes, the females were healthy but could not produce milk for the young ones.

The discovery had many implications in the field of mammalian evolution. The mouse strain produced by them would be a useful model for creation of novel dairy animals with modified milk properties.

It would also be useful model in the efforts to create genetically modified farm animals producing pharmaceutical proteins in their milk.

iv. GM Brinjal Unsafe for Health:

In January 2009, an independent analysis of the 'Effects on Health and Environment of Transgenic (genetically modified) Bt Brinjal' conducted by France-based Committee for Independent Research and Information on Genetic Engineering concluded that Bt brinjal's release into the environment for food and feed in India may present a serious risk for human and animal health. It has said Bt brinjal's commercial release should be forbidden.

Professor Gilles-Eric Seralini's analysis of Mahyco's Bt brinjal Biosafety data—as submitted to the Genetic Engineering Approval Committee (GEAC)—points out that the Bt brinjal produces a protein which can induce resistance to kanamycin, a well-known antibiotic, which could be a major health problem. The analysis was commissioned by Greenpeace.

The Bt brinjal had not been properly tested from the safety and environmental point of view. It was observed that in feeding trials significant differences were noted compared to the best corresponding non-Bt controls.

v. Appomixis Technique for Seed Revolution:

Scientists at the Central Institute for Cotton Research (CICR) have developed a new technique to generate cotton hybrids. The technique called apomixes will enable the farmers to replicate the seeds themselves. It promises an end to the costly hybrid bargain for cotton farmers before every sowing season.

Apomixes has been noticed in some grasses like sugarcane and sorghum, but so far the varieties couldn't be stabilised and so it had no commercial value. Currently about 70 per cent of cotton is under hybrid cultivation. An apomictic variety with the same vigour (high crop qualities) holds a great promise for the farmers. There may be a possibility of introducing the technique in other crops as well, scientists believe.

vi. Xenotransplantation: The New Age Dictum:

It was reported in 2008 that many Asian countries were developing bioengineering technologies like xenotransplantation to bridge their increasing organ demand-supply gap.

While the procedure remains experimental, its supporters argue it offers greater potential than mechanical devices. Till date there have been around 60 xenotransplants the world over. However, as of now the world is far from perfecting it and is still grappling with its potential problems such as virus transmission, organ rejection and the need for regulatory approval. Its critics argue, xenotransplantation could redirect resources from existing treatments and be easily misused.

Touted to be a panacea for the world's mounting transplant woes, xenotransplantation is the process of transplanting an organ/ tissue from a member of one species (such as a pig, baboon, or chimp) into another (such as human), with Xeno meaning foreign in Greek.

Korea has launched a $51.5 million “bio-organ production task force” that hopes to produce sterile mini-pigs and have pig organs ready for transplantation in humans by 2010. The Korean government estimates the global value of bio-organs to reach $76 billion by 2012.

In Singapore, the Bioethics Advisory Committee has announced plans to create “mixed animals” by infusing human DNA with an animal egg to, find cure to human diseases.

Other alternatives bioengineering technologies considered equally promising but controversial are cloning human tissues and organs from a patient's own cells and culturing human embryonic stem cells. While the former would eliminate the problem of rejection it would raise ethical objections and the later would be feasible if only destroying huge numbers of fertilised embryos could be avoided.

India is yet to develop the technique and start the tests formally. In fact, in 1997 when Dr Dhani Ram Baruah claimed to have replaced a human heart with a pig's he was jailed under suspicion of murder and fraud.

On The Cloning Front:

je. Human Clones:

On December 26, 2002, president of the human cloning society— Clonaid, Ms Brigitte Boisselier, made the announcement in Florida that the first human clone was born. A French scientist and activist of the Raelian sect, which believes life on earth was created by extra-terrestrials through genetic engineering, Ms Boisselier said that the seven-pound baby girl, named Eve, was doing fine and her parents were very happy.

Since the effort by the Raelians to achieve the first cloned human baby was carried out in secrecy, it was not immediately possible to obtain any independent scientific confirmation that the baby was in fact a clone.

The human clone is produced in the following manner: A cell (say skin cell) is taken from the father and the mother that provides an unfertilised egg. The nucleus is removed from the father's skin cell and the egg is stripped of genetic code. The DNA is also removed from the nucleus. The donor cell nucleus is then fused with the egg, which is given the donor's genetic code. The cell is developed until it becomes an embryo and is then implanted into the uterus.

The idea to clone human beings originated in 1996 when scientists from the Roslin Institute in Edinburgh, created a sheep clone Dolly by adult cell nuclear transfer. The aim of their joint effort was to improve conventional animal breeding and create new health products for the biopharmaceutical industry. The experiment was an achievement that gave a fillip to animal cloning.

In June 2003, a licence to work with human eggs in an experiment that prepares the way for the first human cloning in Britain was issued to the Roslin Institute in Scotland.

ii. Cross Cloned Animal Born:

Scientists at the Xinjiang Jinnu Biological Company Limited and the Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences announced in February 2004 that they had developed an embryo using the stomatic cell of an ibex and an egg cell of a goat and transferred the embryo, already grown to a certain stage, into the womb of a goat.

The successful cloning resulted in the birth of the offspring of a goat and an ibex—China's first cross-cloned animal. The brownish grey animal, which has been determined to be an ibex after primary feature studies, weighs 2.32 kg, measures 42 cm in length and has a height of 35 cm. The cloning has significance for the protection of endangered wild animals.

iii. Cloned Goat Gives Birth:

China's first cloned goat, Yang Yang, gave birth to twins at a breeding centre in the north-western province of Shaanxi on February 7, 2003. The male kid died hours later. The mother, which was cloned from a goat body cell, had mated with an angora. It was Yang Yang's second successful delivery in two years. Yang Yang first gave birth to twins in 2001.

iv. Endangered Wild Cattle Cloned:

Cloning technology has reproduced two endangered wild cattle bulls, each borne by dairy cows in April 2003, on an Iowa farm in the USA. The procedure that created the banteng's has given animal conservationists hope that cross-species breeding can help reverse daily disappearance of 100 living species and add genetic diversity to dwindling animal populations.

If they survive, the two banteng's will be transferred to the San Diego Wild Animal Park and encouraged to breed with the captive population there. The technology is still fraught with problems and a long way from paying significant dividends.

The cloned banteng's, for instance, won't begin breeding until they reach maturity in about six years. The San Diego Zoo's Centre for Reproduction of Endangered Species began preserving cells and genetic material from hundreds of animals in 1977 in a programme it dubbed the Frozen Zoo.

Tissue samples from each animal are stored in small plastic vials, which are submerged and frozen in liquid nitrogen at minus 196 degrees Celsius. Now that foresight is beginning to pay off with the banteng, a white-stockinged animal hunted for its slender, curved horns. Fewer than 8, 000 banteng's exist in the wild, mostly on the Indonesian island of Java.

v. World's First Cloned Cat Baby:

The world's first cloned cat, CC ('copy cat') gave birth to three kittens in September 2006. The mother cat was cloned in 2001 by the Texas A & M University which has cloned more species than any other university. The procedure for cloning was the same as used by researchers at the Roslin Institute in Edinburgh to clone Dolly the sheep in 1997. The cloned 'CC' and Smokey, a naturally born male tabby, produced the three kittens, two of whom looked strikingly similar to the mother. The remaining one resembles its father in appearance.

vi. First-ever Cloned Buffalo Calf Dies:

On February 12, 2009, the world's first cloned buffalo calf died of pneumonia in Kamal, Haryana. The birth of the calf, which was born on February 6, was heralded as a scientific breakthrough as it was cloned using a simpler but advanced version of a technique employed in producing “Dolly”—the sheep that was the first mammal to be cloned.

The cloning of the buffalo was done by a team of six scientists at the National Dairy Research Institute (NDRI) through a “cost-effective” technology—Hand guided Cloning Technique. It was the first calf in the world to be born through this technique.

The uniqueness in developing the clone is that it is said to be less demanding in terms of equipment, time and skill. The method has been evolved by picking up a cell from which the ovary develops from an abattoir. It is then matured in vitro, denuded, treated with an enzyme to digest the zona and then enucleated with the help of handheld fine blade.

Then, a donor buffalo it selected and a somatic cell (any cell that forms the body of an organism) is picked from its ear, propagated for use as nuclei. Then, both these cells are fused, cultured and grown in the laboratory as an embryo before being transferred to the recipient buffalo. One of the advantages of this technique is that a calf of desired sex can be derived.

With the country facing shortage of bulls, this technology can ensure supply of elite bulls in the shortest possible time. India has the largest population of buffaloes. This technology could well help increase the number of efficient buffaloes in the country.

vii. World's First Cloned Camel:

The world's first cloned camel was born in the UAE on April 8, 2009. The female camel calf has been named 'Infaz' which means achievement in Arabic.


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