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biotechnologie

03.05.Q01 : Possibilités et limites des techniques de maîtrise de la reproduction

     Dans toutes les espèces, les éleveurs disposent d'une gamme d'outils d'induction et de synchronisation de l'ovulation, permettant d'organiser la production, d'optimiser la diffusion du progrès génétique via l'insémination artificielle et la production d'embryons, et de contourner certains blocages physiologiques.
     Que ce soit en élevage bio ou en conventionnel, l'usage de ces stratégies permet l'obtention de résultats technico-économiques acceptables. Cependant, ces méthodes sont parfois vues par certains consommateurs comme critiquables, car posant des questions de bien-être animal ou de sécurité sanitaire.

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03.05.Q02 : Les Biotechnologies de la Reproduction Animale (BRA) : quels impacts ?

     Les trois premières générations de BRA se sont largement développées par le monde, témoin de leur impact sur l'élevage mondial. Elles apportent chacune leur avantage comparatif : simplicité pour l'insémination animale, augmentation de la descendance des femelles pour les transplantations d'embryons fécondés in vivo ou produits in vitro, etc... Il demeure encore quelques contraintes techniques (comme la détection de l'œstrus) que la révolution numérique doit pouvoir lever en partie. Grâce aux outils efficaces mis en œuvre, ces techniques peuvent être utilisées dans toutes les parties du monde, permettant aux éleveurs de disposer de toutes les entités génétiques disponibles sur notre planète.
     Pour la quatrième génération – très peu développée – la réécriture génomique est actuellement l'objet d'une révolution technique (CRISPR Cas9) et sera la source de recherches actives prometteuses, notamment pour l'inactivation de la sensibilité animale à des agents pathogènes.

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06.01.Q03 : Génétique, biotechnologies végétales et santé des plantes

Ce qu'il faut retenir :

     Depuis plus d'un siècle, les approches de génétique ont permis l'amélioration de la résistance des espèces cultivées à de nombreux pathogènes. Mais, la complexité des interactions nécessite de découvrir et d'utiliser de nouvelles approches. Depuis 1983, la transgénèse et plus récemment de l'édition des génomes a ouvert de larges perspectives.
     Ces techniques s'appuient sur l'accumulation des connaissances issues du séquençage, de la bioanalyse et du phénotypage des plantes. Transgénèse et édition du génome apportent des solutions efficaces pour augmenter la résistance des espèces cultivées, particulièrement contre les bactéries et virus. Des produits en sont déjà issus, parfois impossibles à obtenir par sélection conventionnelle. Plus simple à mettre en œuvre, en évolution très rapide, l'édition raccourcit les délais de sélection. Cet outil, dont les capacités commencent à être connues, maîtrisées, expérimentées, offre une ouverture scientifique et technique encore insoupçonnée il y a une décennie. Nous sommes au début de son utilisation, et l'édition des génomes végétaux est déjà source de polémiques, comme l'a été la transgénèse précédemment. De nombreux pays classent les produits de ces technologies comme non soumis à réglementation, après une évaluation basée sur des critères scientifiques. Ce n'est pas le cas de l'Europe, et il faudra que sa réglementation évolue pour ne pas rester au bord du chemin dans les domaines scientifiques, économiques pour le bénéfice des agriculteurs, jardiniers et consommateurs.

Abstract :

     For over a century, genetic approaches have enabled the improvement of the resistance of cultivated species to numerous pathogens. However, the complexity of interactions requires the discovery and application of new approaches. Since 1983, transgenesis, and more recently genome editing, has opened up broad perspectives.
     These techniques draw on the accumulation of knowledge from plant sequencing, bioanalysis, and phenotyping. Transgenesis and genome editing provide effective solutions for increasing the resistance of cultivated species, particularly against bacteria and viruses. Products have already been produced, sometimes impossible to obtain through conventional breeding. Easier to implement and evolving very rapidly, editing shortens breeding times. This tool, whose capabilities are beginning to be understood, mastered, and tested, offers a scientific and technical opportunity that was unimaginable a decade ago. We are at the beginning of its use, and plant genome editing is already a source of controversy, as transgenesis was previously. Many countries classify the products of these technologies as not subject to regulation, after an evaluation based on scientific criteria. This is not the case in Europe, and its regulations will have to evolve to avoid being left behind in the scientific and economic fields for the benefit of farmers, gardeners, and consumers.

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06.01.Q04 : Génétique, biotechnologies végétales et espèces modèles

Les progrès de la recherche et des connaissances sur les plantes se sont souvent développés grâce à des modèles biologiques, choisis pour la simplicité d'utilisation pour l'étude entreprise, les connaissances antérieures et les qualités liées aux conditions de culture (faible encombrement, rapidité de mise à fleur, production de nombreuses graines après autofécondation, etc.). De nombreuses espèces sont des plantes modèles, mais in fine, trois seulement se détachent sans conteste.
Pour le tabac, Nicotiana tabacum et N. benthamiana occupent la première place pour leurs qualités de plasticité : culture in vitro, organogénèse et transgénèse. Ils ont amélioré les connaissances sur la croissance et le développement des végétaux, les interactions plantes-virus, et l'expression de protéines recombinantes.
La petite crucifère Arabidopsis thaliana (étudiée dès 1907) est, depuis une trentaine d'années, l'outil incontournable de la génomique. Première plante à être séquencée, elle présente un génome de taille modeste, facile à transformer simplement et à grande échelle, et possède une diversité de mutants naturels ou d'insertion pour aller y découvrir les gènes et comprendre leur rôle.
Le riz, monocotylédone et plante alimentaire, répond plutôt bien à nombre de techniques d'étude, et – si son génome reste de taille raisonnable – la plante a un développement qui ne permet pas d'entretenir de grandes collections en serre où elle côtoie souvent Brachypodium distachyon.
À côté de ces trois espèces, de nombreuses autres espèces modèles, aux qualités moins universelles mais représentatives de familles de végétaux (arbres forestiers et fruitiers, espèces ornementales, etc.) ou de domaines de recherche particuliers, sont aussi utilisées.

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06.06.Q02 : Biologie de synthèse

 Ce qu'il faut retenir :

   La biologie de synthèse est l'ingénierie rationnelle de la biologie. Son but est de concevoir de nouveaux systèmes inspirés par la biologie ou fondés sur ses composants. Elle fait aussi progresser les connaissances sur le monde vivant.
     Elle représente un domaine techno-scientifique en développement rapide depuis 2004, et un futur poids lourd économique, y compris dans le domaine agronomique.
     Elle est susceptible de changer totalement notre approche de certaines technologies-clés, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle génération de produits, d'industries et de marchés construits sur nos capacités à manipuler la matière au niveau moléculaire.

Abstract :

     Synthetic biology is the rational engineering of biology. Its goal is to design new systems inspired by biology or based on its components. It also advances our knowledge of the living world.
     It represents a techno-scientific field that has been developing rapidly since 2004 and is a future economic powerhouse, including in the agricultural sector.
     It has the potential to completely change our approach to certain key technologies, paving the way for a new generation of products, industries, and markets built on our ability to manipulate matter at the molecular level.

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06.06.Q05 : Bioplastiques : les polymères biosourcés

- Différents polymères biosourcés sont synthétisables à partir de monomères biosourcés, certains n'étant pas atteignables par la voie pétrosourcée.
- Les principales sources moléculaires de biomasse sont les acides gras, le glycérol et le glucose.
- Des possibilités de procédés alternatifs de polymères pétrosourcés à partir de monomères biosourcés sont apparues.
- Les recherches en cours sont renforcées par des ruptures ouvertes par la biologie de synthèse par fermentation du glucose.

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