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Les bactéries ne sont pas les seules à pouvoir être modifiées génétiquement, il est aussi possible de modifier génétiquement plantes et animaux, de façon à ce que chacune de leurs cellules contiennent un gène additionnel et produisent la protéine correspondante à ce gène.
Etant donné qu'à l'intérieur des tissus et des organes, certaines cellules travaillent en étroite collaboration et s'influencent mutuellement, la fonction précise de nombreuses protéines ne peut être étudiée que dans des organismes multicellulaires.
Parmi les animaux les plus couramment modifiés génétiquement, on trouve la mouche à vinaigre (drosophile), le poisson-zèbre et la souris. L'être humain et la souris étant tous deux des mammifères, on retrouve chez l'humain, sous une forme semblable, 99% des gènes de la souris. Voilà pourquoi la souris constitue un modèle approprié pour l'étude des protéines jouant un rôle important dans l'organisme humain.
Mais les souris ayant subi des manipulations génétiques ne sont pas seulement utiles à l'analyse des fonctions protéiques. Elles servent également comme modèles pour l'étude de maladies, tel le cancer. Ainsi on peut introduire dans une souris un gène cancérigène (oncogène) dont l'expression de la protéine correspondante entraînera la formation de tumeurs.
Les chercheurs étudient le développement des tumeurs ou l'action de certains médicaments à l'aide de ces souris. Si l'animal guérit, cela signifie que le médicament est efficace. Les modèles animaux existent aussi pour d'autres maladies.
Au moyen d'une aiguille, on injecte l'ADN portant le gène souhaité dans un ovule de souris fécondé. Dans certains cas, l'ADN injecté s'insère dans l'ADN de la souris.
Les cellules ainsi modifiées se divisent et un embryon pluricellulaire se forme. Si l'ADN injecté s'est intégré dans le génome de la souris, toutes les cellules de l'embryon contiennent le gène additionnel.
Plusieurs embryons sont alors introduits dans l'utérus d'une souris. Trois semaines plus tard, les souriceaux naissent. Une partie d'entre eux sont porteurs du gène additionnel.
Pour en savoir plus sur la fonction d'une protéine, il est parfois nécessaire « d'éteindre » un gène dans une souris ou de le remplacer par une copie modifiée. On parle alors de souris knock-out (éteindre) et knock-in (remplacer), respectivement.
On isole des cellules souches embryonnaires à partir d'embryons de souris, puis on y insère l'ADN contenant le gène souhaité. Auparavant, un petit tronçon du gène a été modifié de manière à ce qu'il produise une protéine défectueuse ou modifiée.
À part cette petite modification, les séquences de lettres du gène inséré sont exactement les mêmes que celles du gène dont dispose déjà la souris. En conséquence, les deux gènes se rapprochent et échangent du matériel génétique. On appelle ce processus « recombinaison homologue ». Naissent alors des cellules souches dont un gène a été remplacé par une copie modifiée. On introduit les cellules souches ainsi modifiées dans un embryon de souris, porté à terme par une femelle.
Ce contenu provient du site internet gene-abc.ch, une initiative du Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS). Ce site internet a été fermé. La gestion et la mise à jour de ses contenus a été confiée en 2016 à la Fondation SimplyScience, qui les a intégrés à sa plateforme SimplyScience.ch.