Comprendre le clonage ou des méchants peuvent-ils se cloner pour contrôler le monde

Dans la science-fiction, les méchants créent souvent des clones pour contrôler le monde. La réalité du clonage est plus modérée même si ses applications sont nombreuses que ce soit pour avoir des organes en illimité ou même pour ressusciter des espèces disparues. Mais le clonage d’organismes multicellulaires reste un défi de taille.


Dans la science-fiction, les méchants créent souvent des clones pour contrôler le monde. La réalité du clonage est plus modérée même si ses applications sont nombreuses que ce soit pour avoir des organes en illimité ou même pour ressusciter des espèces disparues. Mais le clonage d'organismes multicellulaires reste un défi de taille.

Si on leur pose des questions sur les clones, la plupart des gens pensent aux méchants personnages de science-fiction. Mais dans la vie réelle, les mots clone et ont souvent des applications plus larges, bien plus positives. Tout comme les employés de bureau reproduisent des documents à l’aide de photocopieurs, les scientifiques, qui étudient les maladies des plantes, utilisent l’équivalent biologique d’un copieur pour cloner des gènes, des cellules et des tissus, ainsi que des organismes entiers.

Le clonage d’ADN

Le type de clonage le plus répandu en laboratoire est la réplication de gènes. Chaque est un segment d’ADN (acides désoxyribonucléiques) constitué de paires de produits chimiques appelées bases.1 Ces paires de bases forment la double hélice emblématique de l’ADN. En fonction de l’espèce, le génome entier pourrait avoir de quelques milliers à des milliards de paires de bases qui ne constituent que quelques dizaines à des milliers de gènes.2 Le génome humain contient à lui seul 3 milliards de paires de bases, soit environ 30 000 gènes.3

Les deux brins d’ADN sont réunis en une double hélice lorsque des substances chimiques appelées bases s'apparentent - Crédit : Macrovector / SHutterstock.com

Les deux brins d’ADN sont réunis en une double hélice lorsque des substances chimiques appelées bases s’apparentent – Crédit : Macrovector / SHutterstock.com

Les gènes codent des caractéristiques telles que la couleur et la taille des yeux, ainsi que des caractéristiques cruciales telles que le développement du coeur et des cinq sens. Certains gènes peuvent même prédisposer les gens à certaines maladies ou personnalités.4

Afin de percer les secrets de la vie cachés dans l’ADN, les scientifiques examinent le fonctionnement des gènes individuels. Pour ce faire, ils copient d’abord une section de l’ADN contenant le gène d’intérêt. La copie, ou le clonage est souvent effectuée via une réaction biochimique appelée , ou PCR, qui imite la réplication naturelle de l’ADN.5 Une fois copié, le gène d’intérêt peut également être inséré dans un (un anneau d’ADN) qui est repris par la bactérie (E. coli).6

Quand E. Coli se réplique, les plasmides se répliquent aussi, générant des copies exponentielles du gène. Le clonage de gènes aide les scientifiques à révéler la séquence d’ADN d’un gène codant pour un trait. Cela leur permet finalement de manipuler le trait dans un organisme en modifiant le gène, par exemple en modifiant son niveau d’expression ou en modifiant sa séquence. Grâce à ces manipulations, les scientifiques peuvent comprendre ce que fait le gène et comment il fonctionne. Dans certains cas, ces informations permettent une détection plus précoce et de meilleurs traitements des affections et des maladies handicapantes.

Le clonage de cellules, de tissus et d’organismes

De même, les scientifiques peuvent cloner des cellules et des tissus entiers en fournissant les nutriments et l’environnement appropriés. Fait avec soin, le clonage cellulaire est utilisé pour remplacer les cellules mortes chez les patients hospitalisés.7 Pour le remplacement de grandes régions du corps, le clonage des tissus est essentiel.8

Le clonage se présente sous de nombreuses formes. A. Clonage d'ADN via PCR et un plasmide. B. Clonage de plantes. Une plante araignée se reproduit continuellement de manière asexuée, fabriquant des clones d'elle-même qui s'y accrochent en cherchant le sol où elle va s'enraciner. Les étapes décrivent l'introduction du noyau diploïde d'une cellule mature dans un ovule énucléé. C'est le processus qui nous a permis de cloner la brebis Dolly - Crédit : Hua Lu, CC BY-SA

Le clonage se présente sous de nombreuses formes.
A. Clonage d’ADN via PCR et un plasmide.
B. Clonage de plantes. Une plante araignée se reproduit continuellement de manière asexuée, fabriquant des clones d’elle-même qui s’y accrochent en cherchant le sol où elle va s’enraciner. Les étapes décrivent l’introduction du noyau diploïde d’une cellule mature dans un ovule énucléé. C’est le processus qui nous a permis de cloner la brebis Dolly – Crédit : Hua Lu, CC BY-SA

Certains organismes peuvent même repousser des parties entières de leur corps en réponse à une perte d’organe. Par exemple, les lézards peuvent faire repousser leur queue et les planaires (un type de ver plat) peuvent remplacer leur propre tête.9 10 Pour certaines plantes, la culture in vitro a été couramment utilisée pour générer de nombreuses copies de certains organes : par exemple, des racines ou des pousses multiples, sans la présence du corps entier de la plante.11 12

Mais le clonage d’organes d’animaux n’est pas si facile à accomplir pour les chercheurs. Le clonage d’organes ne consiste pas simplement à assembler les types de cellules appropriés pour former des tissus, puis à réunir les tissus pour constituer un organe. Pour fabriquer un organe fonctionnel, tel qu’un coeur qui bat, il faut remonter au début du développement du coeur et trouver une cellule progénitrice cardiaque. Ensuite, cette cellule doit en quelque sorte être “trompée” pour franchir les étapes du développement du coeur en l’absence du contexte de tout le corps et finalement devenir le coeur. Nous ignorons encore comment le faire. Les scientifiques travaillent dur, mais seul l’avenir nous dira si nous pouvons accomplir le clonage d’organes humains à un niveau qui révolutionnera le succès des transplantations et des remplacements d’organes.13

Le clonage dans la fécondation in vitro

Mais tout cela n’a rien à voir avec le clonage d’un organisme multicellulaire. Le clonage d’un organisme produit une réplique génétique exacte sans nécessiter une reproduction sexuée. Les plantes sont sans aucun doute les championnes à cet égard ; certaines plantes peuvent simplement repousser à partir de boutures ou faire pousser un clone à partir de parties de leur corps.14

Mais le clonage d’animaux a rencontré plusieurs obstacles. Ce processus implique actuellement le transfert d’un noyau (ADN) d’une cellule adulte du donneur à un ovule dont le noyau (ADN) a été retiré. Cette cellule chimérique est ensuite stimulée pour devenir embryonnaire ou pluripotente, ce qui signifie qu’elle peut se diviser et se différencier en d’autres types de cellules et éventuellement former un embryon. Bien que cela puisse paraître simple, c’est l’étape la plus difficile du clonage d’un organisme.

Une fois qu’on obtient l’embryon, la prochaine étape est assez simple ; l’embryon est implanté dans le ventre de la femme et le clone continuera à se développer. Cette étape d’implantation est couramment effectuée chez l’humain dans le cadre du processus de fécondation in vitro.15 Les bébés produits par fécondation in vitro portent un ensemble d’ADN du père (donneur de sperme) et un autre de la mère (donneuse d’ovules).

Aux États-Unis, Bernann McKinney tient l'un des 5 chiots pit-bull clonés à côté d'une chienne lors de sa première rencontre avec l'Hôpital national pour animaux à Séoul, en Corée du Sud, le mardi 5 août 2008. McKinney a reçu 5 chiots, des copies de son bien aimé pit-bull "Booger", provenant d'une société de biotechnologie sud-coréenne, dans le cadre de ce que cette société considère comme le premier service de clonage commercial canin au monde - Crédit : Ahn Young-joon/AP Photo

Aux États-Unis, Bernann McKinney tient l’un des 5 chiots pit-bull clonés à côté d’une chienne lors de sa première rencontre avec l’Hôpital national pour animaux à Séoul, en Corée du Sud, le mardi 5 août 2008. McKinney a reçu 5 chiots, des copies de son bien aimé pit-bull “Booger”, provenant d’une société de biotechnologie sud-coréenne, dans le cadre de ce que cette société considère comme le premier service de clonage commercial canin au monde – Crédit : Ahn Young-joon/AP Photo

Mais les clones auront le même ADN chromosomique que la cellule adulte initiale qui donne son noyau (ADN). En raison des difficultés liées au processus de clonage, peu d’experts dans le monde ont réussi à cloner des animaux. De plus, certains animaux clonés présentent des problèmes de santé ou une durée de vie réduite.16 Mais la liste des animaux clonés continue de s’allonger, notamment les moutons, les vaches, les boeufs, les chats, les chiens, les cerfs, les chevaux, les mules, les lapins et les rats.17

Les clones d’un méchant pour contrôler le monde

Le clonage d’organismes entiers devenant une réalité (bien que ce ne soit actuellement pas faisable pour une utilisation généralisée), vous pouvez vous demander si un méchant serait capable de se faire des milliers de copies. Ce méchant prendrait-il alors le contrôle du monde ?

La réponse à cette question comporte plusieurs couches.

Considérons les clones individuels. Puisqu’ils sont humains, les clones ne répondront pas simplement à des commandes telles que des robots ou ne seront pas des extensions du premier méchant à la manière de marionnettes. Comme avec des jumeaux identiques, les clones peuvent partager des prédispositions, mais leur personnalité ne sera pas la même. Étant donné que l’environnement dépend énormément de la personnalité et du comportement, les clones peuvent même s’opposer au méchant !18 Et, même si le méchant ne s’en soucie peut-être pas, le clonage humain pose des problèmes éthiques. La société accepterait-elle l’acte de clonage ? Les clones auraient-ils tous les droits des êtres humains nés de façon naturelle ? Quelle incidence cela aurait-il sur les familles si elles décidaient de cloner leurs proches défunts ?

Même au milieu de ces questions, le clonage d’organismes a d’énormes applications pour la société. Cela nous aide à sauver des espèces du monde entier de la mise en danger et de l’extinction, bien que cela ne génère pas la diversité génétique nécessaire au maintien d’une population en bonne santé. C’est également un outil important pour étudier les maladies et reproduire des organismes individuels dotés de caractéristiques importantes ou rares qui pourraient être perdues lors de la reproduction tels que les vaches produisant beaucoup de lait ou les animaux pouvant fabriquer des composés médicinaux précieux.19

Bien que prometteur et passionnant, le clonage d’organismes entiers est semé d’embûches éthiques et d’énigmes scientifiques ; peut-être qu’en tant que société, nous ne sommes pas encore prêts à faire face aux méchants et à leurs clones.

Traduction d’un article de The Conversation par Hua Lu, professeure de sciences biologiques à l’université du Maryland et Jessica Allison, étudiant Ph.D en des plantes.

Sources

1.
Home Reference G. What is DNA? Genetics Home Reference. https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/dna. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
2.
Milo & Ron Philips R. HOW MANY GENES ARE IN A ? book.bionumbers.org. http://book.bionumbers.org/how-many-genes-are-in-a-genome/. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
3.
Human Genome Project Completion: Frequently Asked Questions. National Human Genome Research Institute (NHGRI). https://www.genome.gov/11006943/human-genome-project-completion-frequently-asked-questions/. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
4.
A guide to your genome. genome.gov. https://www.genome.gov/pages/education/allaboutthehumangenomeproject/guidetoyourgenome07_vs2.pdf. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
5.
What is PCR (polymerase chain reaction)? yourgenome.org. https://www.yourgenome.org/facts/what-is-pcr-polymerase-chain-reaction. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
6.
Top 6 Reasons E. coli Is Used for Gene Cloning. The Balance. https://www.thebalance.com/top-reasons-e-coli-is-used-for-gene-cloning-375742. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
7.
Lindvall O, Björklund A. Cell replacement therapy: helping the brain to repair itself. NeuroRx. 2004;1(4):379-381. [PubMed]
8.
Cell Culture & Its Application. aquafind.com. http://aquafind.com/articles/Cell_Culture.php. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
9.
Leander S. How lizards regenerate their tails: researchers discover genetic “recipe.” ASU Now: Access, Excellence, Impact. https://asunow.asu.edu/content/how-lizards-regenerate-their-tails-researchers-discover-genetic-recipe. Published August 20, 2014. Accessed October 8, 2018.
10.
How to regrow your head. Nature News & Comment. https://www.nature.com/news/how-to-regrow-your-head-1.13443. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
11.
Talano M, Oller A, González P, Agostini E. Hairy roots, their multiple applications and recent patents. Recent Pat Biotechnol. 2012;6(2):115-133. [PubMed]
12.
Zhang S, Zhang H, Zhang MB. Production of Multiple Shoots from Shoot Apical Meristems of Oat (Avena sativaL.). J. 1996;148(6):667-671. doi:10.1016/s0176-1617(96)80365-8
13.
Cascalho M, Platt JL. The Future of Organ Replacement: Needs, Potential Applications, and Obstacles to Application. T. 2006;38(2):362-364. doi:10.1016/j.transproceed.2005.12.055
14.
Plant regeneration: cellular origins and molecular mechanisms. Development. http://dev.biologists.org/content/143/9/1442. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
15.
IVF – American Life League. American Life League. https://www.all.org/learn/ivf/?gclid=EAIaIQobChMI85mN_v3M3QIVVQOGCh168gMyEAAYASAAEgL2kPD_BwE. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
16.
Cloning Fact Sheet. National Human Genome Research Institute (NHGRI). https://www.genome.gov/25020028/cloning-fact-sheet/#al-11. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
17.
Cloning. genome.gov. https://www.genome.gov/25020028/cloning-fact-sheet/. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
18.
Genes, environment, and behavior. Khan Academy. https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/behavior/behavior-and-genetics/a/genes-environment-and-behavior. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
19.
Why Clone? AMNH. https://www.amnh.org/explore/ology/genetics/all-about-cloning2/why-clone/. Published October 8, 2018. Accessed October 8, 2018.
Serons-nous immortels ? – Oméga 3, nanotechnologie, clonage… (Broché)
Couv. Illustr.coul. phot.coul.des auteurs au dos.Trd.de l’américain par Serge Weinmann. Coll. quai des sciences.

By (author):  Ray Kurzweil, Terry Grossman

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Houssen Moshinaly

Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009 et vulgarisateur scientifique.

Je m'intéresse à tous les sujets scientifiques allant de l'Archéologie à la Zoologie. Je ne suis pas un expert, mais j'essaie d'apporter mes avis éclairés sur de nombreux sujets scientifiques.

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