Science et technologie s1466

Le clonage

Le clonage est la reproduction d'un organisme vivant, d'une de ses parties ou de l'un de ses gènes afin d'en obtenir une copie conforme.

De nombreux végétaux, certains animaux invertébrés et la majorité des organismes unicellulaires ont la capacité d'effectuer la reproduction asexuée, c'est-à-dire sans fécondation ni échange de gamètes. Ce type de reproduction produit des clones, c'est-à-dire des individus qui possèdent exactement le même patrimoine génétique que le parent unique dont ils sont issus. On peut définir la reproduction asexuée comme étant un clonage naturel. De nos jours, grâce aux avancées en biotechnologie et en génétique, on arrive à produire artificiellement, en laboratoire, des clones de plantes et d'animaux ainsi que des clones de cellules et de gènes.

Le clonage végétal

Dans la nature, de nombreuses plantes se reproduisent de façon asexuée. De nouveaux individus au patrimoine génétique identique à celui du parent unique sont donc produits, souvent à partir des racines ou de la tige de la plante mère. Afin de bien distinguer ce type de reproduction de celui sexué, on le nomme parfois multiplication végétative. Il s'agit d'un processus de clonage naturel.

Depuis des siècles, l'humain s'inspire des formes de multiplication végétative des plantes à des fins agricoles et horticoles. Ces techniques servent, entre autres, à reproduire certaines variétés d'arbres fruitiers ou de plantes ornementales. Ces variétés sont sélectionnées pour les caractéristiques particulières qu'elles possèdent, par exemple une production abondante de fruits, une résistance à un insecte ravageur, une résistance au gel ou encore une bonne adaptation à un type particulier de sol. Parmi les techniques inspirées de la multiplication végétative, on retrouve les trois suivantes :

Technique Description Représentation
Marcottage Multiplication d'une plante par mise en contact d'une de ses branches ou tiges spécialisées (que l'on nomme stolon) avec le sol ou avec de la terre humide

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Bouturage Multiplication d'une plante à partir de l'isolation d'une de ses parties (branche, bourgeon, tige, feuille, racine)

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Greffage Multiplication d'une plante (le greffon) par insertion d'un de ses bourgeons ou fragments dans les tissus d'une autre plante (le porte-greffe)

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Même à la maison, nous effectuons souvent du clonage de végétaux sans en avoir conscience. Par exemple, lorsqu'on coupe une partie de la plante et que l'on place cette bouture dans l'eau jusqu'à ce qu'elle forme des racines, il s'agit en réalité de clonage. Le nouvel individu produit aura le même patrimoine génétique que le plant initial.

Les scientifiques ont aussi développé des techniques de culture in vitro pour reproduire des plantes. Il s'agit de produire en laboratoire, dans un milieu stérile et contrôlé, des plantes entières à partir de quelques cellules provenant de la plante mère. Pour ce faire, on prélève une partie de la plante et on la transfère dans un milieu de culture adéquat. Les cultures sont placées dans des conditions favorables (température, humidité, luminosité, etc.) afin qu'elles forment de nouveaux plants qui seront ultérieurement mis en terre. La culture in vitro permet de multiplier rapidement et en grande quantité les plantes présentant des caractéristiques intéressantes, en plus de permettre la conservation d'espèces rares ou menacées.

Tissus de carotte implantés sur un milieu de culture

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Muguet en floraison dans un milieu de culture

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Le clonage animal

Contrairement aux végétaux, les animaux qui nous sont utiles ne peuvent pas se reproduire de façon asexuée. Il n'existe donc aucune forme de clonage naturel chez les animaux. Par contre, les scientifiques ont développé des techniques permettant de cloner des animaux artificiellement. Ils peuvent donc produire des individus identiques génétiquement lors du clonage reproductif, ou encore en dupliquer uniquement certaines parties lors du clonage thérapeutique.

Résumé des méthodes de clonage reproductif et thérapeutique

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Clonage reproductif

Le clonage reproductif vise à créer un nouvel individu génétiquement identique à partir d'un parent unique. On peut d'abord obtenir des individus identiques en procédant à la séparation d'un embryon. En effet, si on divise un embryon issu de la fécondation pour en obtenir deux ou quatre et qu'on implante ceux-ci dans des mères porteuses, on obtiendra des clones de l'embryon initial. Cette technique est fréquemment utilisée pour reproduire les animaux de laboratoire. Elle permet de cloner des cellules embryonnaires, mais non des individus adultes.

Le clonage d'un individu adulte doit se faire par la technique de transfert de noyau. Cette technique consiste à transplanter le noyau d'une cellule adulte dans un ovule dont on a retiré le noyau. Pour ce faire, on suit les étapes suivantes :

  1. prélever une cellule de l'individu que l'on désire cloner;
  2. prélever un ovule non fécondé d'un autre individu et lui retirer son matériel génétique, donc son noyau;
  3. transférer le noyau de l'individu à cloner dans l'ovule énucléé (dont le noyau a été enlevé), soit par injection directe ou par choc électrique (l'embryon obtenu possède le même matériel génétique que l'individu à cloner);
  4. implanter l'embryon dans l'utérus d'une mère porteuse dans lequel il se développera.

L'individu obtenu sera un clone de l'individu initial. En 1997, le premier mammifère à avoir été cloné par cette méthode fut la brebis Dolly. Depuis, plusieurs autres espèces de mammifères ont été clonées : des souris, des lapins, des porcs et des vaches. Le taux de succès demeure toutefois variable puisque les techniques s'améliorent constamment. 

Méthode de clonage reproductif utilisée pour obtenir la brebis Dolly
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Dolly, le premier mammifère cloné en 1997

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En agriculture, le clonage reproductif pourrait permettre d'obtenir des lignées d'individus performants ou résistants à certaines maladies. D'un point de vue médical, on pourrait réussir à créer des animaux produisant des organes compatibles avec les êtres humains et pouvant servir à des greffes ou encore à la fabrication de molécules thérapeutiques comme des anticorps et des vaccins. Malgré ces avantages, un clonage trop intensif risque de réduire la diversité génétique des espèces.

De nombreux problèmes légaux, médicaux et éthiques sont soulevés par le clonage reproductif, principalement celui d'embryons humains. Considérant l'ensemble de la problématique, le clonage reproductif sur les humains est présentement interdit au Canada et dans bien d'autres pays.

Clonage thérapeutique

Le clonage thérapeutique vise à produire des cellules souches embryonnaires à partir d'une cellule humaine à partir desquelles des tissus ou des organes seraient créés. Cette technique présente l'avantage de produire des tissus ou des organes génétiquement identiques à la personne devant subir une greffe. Puisque ces tissus ou ces organes contiennent la même information génétique que celle du receveur, on élimine tout risque de rejet de la greffe.

Méthode de clonage thérapeutique servant à produire des tissus humains

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