La biotechnologie est souvent considérée comme synonyme de recherche biomédicale, mais de nombreuses autres industries tirent parti des méthodes biotechnologiques pour étudier, cloner et modifier les gènes. Nous nous sommes habitués à l'idée des enzymes dans notre vie quotidienne et beaucoup de gens connaissent les controverses entourant l'utilisation des OGM dans nos aliments. L'industrie agricole est au centre de ce débat, mais depuis l'époque de George Washington Carver, la biotechnologie agricole a produit d'innombrables nouveaux produits qui ont le potentiel de changer nos vies pour le mieux.
01 Vaccins
Les vaccins oraux sont en cours depuis de nombreuses années comme une solution possible à la propagation de la maladie dans les pays sous-développés, où les coûts sont prohibitifs à la vaccination à grande échelle. Cultures génétiquement modifiées, habituellement des fruits ou des légumes, conçues pour transporter des protéines antigéniques provenant de pathogènes infectieux, qui déclencheront une réponse immunitaire lorsqu'elles seront ingérées. Un exemple de ceci est un vaccin spécifique au patient pour le traitement du cancer. Un vaccin anti-lymphome a été fabriqué en utilisant des plants de tabac portant de l'ARN à partir de cellules B malignes clonées. La protéine résultante est ensuite utilisée pour vacciner le patient et stimuler son système immunitaire contre le cancer. Les vaccins sur mesure pour le traitement du cancer ont montré des promesses considérables dans les études préliminaires.
02 Antibiotiques
Les plantes sont utilisées pour produire des antibiotiques à usage humain et animal. Exprimer des protéines antibiotiques dans l'alimentation du bétail, directement aux animaux, est moins coûteux que la production traditionnelle d'antibiotiques, mais cette pratique soulève de nombreux problèmes de bioéthique car il en résulte une utilisation généralisée, voire inutile, d'antibiotiques pouvant favoriser la croissance de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques. Plusieurs avantages de l'utilisation des plantes pour produire des antibiotiques pour les humains sont des coûts réduits en raison de la plus grande quantité de produit pouvant être produite par les plantes par rapport à une unité de fermentation , facilité de purification et réduction des risques de contamination. médias.
03 fleurs
La biotechnologie agricole ne se limite pas à la lutte contre les maladies ou à l' amélioration de la qualité des aliments . Il y a des applications purement esthétiques et un exemple de cela est l'utilisation de techniques d'identification et de transfert de gènes pour améliorer la couleur, l'odeur, la taille et d'autres caractéristiques des fleurs. De même, la biotechnologie a été utilisée pour apporter des améliorations à d'autres plantes ornementales communes, en particulier les arbustes et les arbres. Certains de ces changements sont similaires à ceux apportés aux cultures, tels que l'amélioration de la résistance au froid d'une race de plantes tropicales, de sorte qu'il peut être cultivé dans les jardins du Nord.
04 Biocarburants
Tom Merton
L'industrie agricole joue un rôle important dans l'industrie des biocarburants, fournissant les matières premières pour la fermentation et le raffinage de la bio-huile, du biodiesel et du bioéthanol. Les techniques de génie génétique et d'optimisation des enzymes sont utilisées pour développer des matières premières de meilleure qualité pour une conversion plus efficace et des rendements plus élevés en BTU des produits combustibles qui en résultent. Les cultures à haut rendement et à haute densité énergétique peuvent minimiser les coûts relatifs associés à la récolte et au transport (par unité d'énergie dérivée), ce qui se traduit par des produits combustibles de plus grande valeur.
05 Amélioration des plantes et des animaux
L'amélioration des caractéristiques des plantes et des animaux par des méthodes traditionnelles comme la pollinisation croisée, la greffe et le croisement prend du temps. Les progrès de la biotechnologie permettent de faire des changements spécifiques rapidement, au niveau moléculaire, par la surexpression ou la délétion de gènes ou l'introduction de gènes étrangers. Ce dernier est possible en utilisant des mécanismes de contrôle de l'expression des gènes tels que des promoteurs de gènes spécifiques et des facteurs de transcription . Des méthodes telles que la sélection assistée par marqueurs améliorent l'efficacité de l'élevage «dirigé» , sans la controverse normalement associée aux OGM. Les méthodes de clonage de gènes doivent également tenir compte des différences d'espèces dans le code génétique, de la présence ou de l'absence d'introns et des modifications post-traductionnelles telles que la méthylation.
06 Cultures résistantes aux parasites
Pendant des années, le microbe Bacillus thuringiensis , qui produit une protéine toxique pour les insectes, en particulier la pyrale du maïs, a été utilisé pour la culture des poussières. Pour éliminer le besoin de dépoussiérer, les scientifiques ont d'abord développé du maïs transgénique exprimant la protéine Bt, suivi de la pomme de terre Bt et du coton. La protéine Bt n'est pas toxique pour l'homme et les cultures transgéniques permettent aux agriculteurs d'éviter plus facilement les infestations coûteuses. En 1999, une controverse a émergé sur le maïs Bt à cause d'une étude qui suggérait que le pollen migrait sur l'asclépiade où il tuait les larves de monarque qui le mangeaient. Des études subséquentes ont démontré que le risque pour les larves était très faible et, au cours des dernières années, la controverse sur le maïs Bt a changé d'orientation, au sujet de la résistance émergente des insectes.
07 Cultures résistantes aux pesticides
Ne pas confondre avec la résistance aux ravageurs , ces plantes tolèrent que les agriculteurs puissent tuer les mauvaises herbes environnantes de manière sélective sans nuire à leur culture. L'exemple le plus connu est la technologie Roundup-Ready, développée par Monsanto. Introduits en 1998 comme soja génétiquement modifié, les plantes Roundup-Ready ne sont pas affectées par l'herbicide glyphosate, qui peut être appliqué en quantités abondantes pour éliminer toute autre plante dans le champ. Les avantages sont les économies de temps et les coûts associés au labour conventionnel pour réduire les mauvaises herbes, ou les multiples applications de différents types d'herbicides pour éliminer sélectivement certaines espèces de mauvaises herbes. Les inconvénients possibles comprennent tous les arguments controversés contre les OGM.
08 Supplémentation nutritive
Dans un effort pour améliorer la santé humaine, en particulier dans les pays sous-développés, les scientifiques créent des aliments génétiquement modifiés qui contiennent des nutriments connus pour aider à combattre la maladie ou la malnutrition. Un exemple de cela est le riz doré , qui contient du bêta-carotène, le précurseur de la production de vitamine A dans notre corps. Les personnes qui mangent le riz produisent plus de vitamine A, un nutriment essentiel qui manque aux régimes alimentaires des pauvres dans les pays asiatiques. Trois gènes, deux provenant de jonquilles et un d'une bactérie, capables de catalyser quatre réactions biochimiques, ont été clonés dans du riz pour le rendre «doré». Le nom vient de la couleur du grain transgénique due à la surexpression du bêta-carotène, qui donne aux carottes leur couleur orange.
09 Résistance au stress abiotique
Moins de 20% de la terre sont des terres arables mais certaines cultures ont été modifiées génétiquement pour les rendre plus tolérantes à des conditions telles que la salinité, le froid et la sécheresse. La découverte de gènes dans les plantes responsables de l'assimilation du sodium a conduit au développement de plantes knock-out capables de pousser dans des environnements riches en sel. La régulation à la hausse ou à la baisse de la transcription est généralement la méthode utilisée pour modifier la tolérance à la sécheresse chez les plantes. Les plantes de maïs et de colza, capables de prospérer dans des conditions de sécheresse, en sont à leur quatrième année d'essais sur le terrain en Californie et au Colorado, et on prévoit qu'elles atteindront le marché dans 4-5 ans.
10 fibres de résistance industrielle
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La soie d'araignée est la fibre la plus résistante connue de l'homme, plus résistante que le Kevlar (utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles), avec une résistance à la traction supérieure à celle de l'acier. En août 2000, la société canadienne Nexia a annoncé le développement de chèvres transgéniques produisant des protéines de soie d'araignée dans leur lait. Bien que cela résolve le problème de la production de masse des protéines, le programme a été abandonné lorsque les scientifiques n'ont pas pu trouver comment les transformer en fibres comme les araignées. En 2005, les chèvres étaient à vendre à quiconque les prendrait. Bien qu'il semble que l'idée de la soie d'araignée ait été mise sur l'étagère pour le moment, il s'agit d'une technologie qui ne manquera pas de réapparaître à l'avenir, une fois de plus en plus d'informations sur la façon dont les soies sont tissées.