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Ressusciter des espèces éteintes: rêve ou réalité?

Par | Catégorie: Biologie, Décryptage, Dossier, Génétique | Le 02 nov 2012

Parmi les films ayant marqué plusieurs générations de curieux et scientifiques en herbe, Jurassic Park se classe certainement dans le top 5. Qui ne s’est pas extasié devant la perspective de récupérer de l’ADN de dinosaure et de recréer un T-rex en chair et en os (et en plumes?). Si cela peut paraitre simple dans le film, la réalité semble être bien plus complexe. Et faute de dinosaures, il faudra peut être se contenter de ressusciter des mammouths ou de simples bouquetins…

Comment cloner une espèce?

A l’image du film Jurassic Park, des dinosaures refouleront ils la Terre un jour?

Avant toute chose, il faut comprendre quels sont les pré-requis pouvant permettre de cloner un animal, quel qu’il soit. Dans la vraie vie des espèces qui ne sont pas (encore) éteintes, la reproduction se fait lors de la rencontre d’un gamète femelle (l’ovule) et d’un gamète male (le spermatozoïde). A eux deux ils permettent de reconstituer un génome entier, une moitié venant du père, l’autre moitié de la mère. Ce génome contient alors l’information pour que le nouvel individu se développe et devienne, à partir d’une seule cellule, un être complexe et multicellulaire.

Si ce processus de développement reste l’un des plus admirables que l’on puisse observer il devient aussi de plus en plus clair que la seule information génomique est insuffisante en soi. En effet, l’épigénome, sorte de sur-couche d’information liée à l’ADN et interprétable par la cellule joue aussi un rôle important. C’est virtuellement la seule différence entre une cellule souche (une cellule pouvant donner naissance à tout type cellulaire, du neurone à la cellule hépatique) et une cellule différenciée (remplissant une fonction définie, un neurone par exemple). A l’heure actuelle, il est devenu routinier de séquencer un génome mais notre connaissance des épigénomes est encore faible, ce qui peut se révéler problématique comme on le verra par la suite.

Pour en revenir à nos dinosaures, si l’on souhaite cloner une espèce éteinte il suffit donc de mettre son ADN dans un ovule afin qu’un embryon se développe. En pratique cela marche. Pas sur des dinosaures pour l’instant, mais avec des espèces encore vivantes. C’est par exemple le cas de Dolly, la brebis qui fut le premier mammifère cloné en 1996. Les scientifiques avaient alors vidé un ovule de brebis de son noyau (contenant l’information génétique) et transféré le noyau (et donc le génome) d’une autre brebis. L’information génétique était donc exactement la même que celle du donneur et non un mélange de celle du père et de la mère comme lors d’une reproduction classique. La nouvelle cellule fut alors stimulée électriquement pour initier son développement puis fut implantée dans une mère porteuse jusqu’à sa naissance.

Raconté de la sorte, le processus a l’air simple. Cependant, sur 277 essais, seuls 29 se sont développés en embryons et un seul individu, Dolly, est né pour être finalement euthanasié 6 ans plus tard (soit la moitié de son espérance de vie) suite à différentes pathologies. Le faible taux de réussite du clonage peut s’expliquer par la composante épigénomique qui est différente entre celle de la cellule adulte et différenciée et celle normalement requise pour un oeuf (ovule fécondé). Cependant, le processus peut être répété et appliqué à d’autres espèces telles que les chiens, chameaux, chats, cochons,… (voir liste – en anglais). La mort prématurée peut quant à elle être inférée à l’âge de la cellule donneuse qui a été utilisée pour créer le clone.

Si l’on résume les ingrédients nécessaires au clonage d’espèces éteintes ou vivantes il nous faut:

  • la séquence ADN compléte (c’est à dire le génome) d’un individu (ou deux gamètes permettant de le reconstituer),
  • un ovule « vide » (sans noyau) pour accueillir cette information génétique,
  • une mère porteuse pour mener à terme de développement de l’embryon généré
  • et enfin, de la chance, du temps, de la persévérance et de l’argent car le taux de succès reste très faible.

Récupérer l’ADN, le vrai challenge

Récupérer de l’ADN de Néandertal est chose possible. Pour les dinosaures cela semble compromis…

Lorsque l’on clone une espèce vivante, récupérer l’ADN est relativement aisé. En effet, n’importe quelle cellule de chaque individu contient cette molécule au sein de son noyau. Pour les espèces récemment disparues ou en danger d’extinction, certains zoos comme celui de San Diego se sont montrés prévoyants et ont créé un zoo congelé (en anglais) contenant des cellules ou gamètes (spermatozoïdes et ovules) ayant appartenu à des individus de ces espèces. En utilisant ce matériel et les techniques précédemment décrite ainsi que leurs futures améliorations, il serait alors du domaine du possible de recréer l’un de ses animaux.

Dans le cas d’une espèces éteinte depuis des milliers ou millions d’années la tâche semble plus ardue. Il faut tout d’abord trouver une séquence d’ADN exploitable pour ces espèces. L’ADN est en effet une molécule très fragile pouvant se dégrader très rapidement. Heureusement, dans certaines conditions précises (basse température, absence d’oxygène et de certaines protéines dégradantes) la molécule peut se conserver assez longtemps. Et pour preuve, une équipe de scientifiques amenée par Svante Pääbo, a pu récemment séquencer la quasi totalité du génome de l’homme de Néandertal, pourtant disparu il y a environ 50 000 ans. Une autre prouesse de la sorte a été la détermination par une autre équipe de la séquence d’ADN quasi compléte du mammouth dont les derniers représentants ont foulé la Terre il y a au moins 3700 ans. Il est à noter que ces projects doivent faire face à des gros problèmes de contamination, plus de 90% des morceaux d’ADN séquencés provenant de contamination humaine lors de la manipulation des échantillons ou de bactéries présentes sur les ossements.

Si l’on peut récupérer l’ADN de Néandertal ou de mammouth, peut on en faire de même pour nos dinosaures? En d’autre mots, combien de temps l’ADN peut il survivre avant d’être entièrement dégradé et donc inexploitable? Une équipe de chercheurs a récemment apporté une réponse à cette question et a établi que la demie vie de l’ADN était de 521 ans, c’est à dire qu’après ces 521 années, la moitié de la molécule est dégradée. Mais en multipliant les échantillons on peut toujours obtenir suffisamment de matériel pour récupérer l’ADN d’espèces éteintes à l’image du Néandertal disparu il y a environ 50 000 ans. Pour aller plus loin, ces mêmes chercheurs ont alors estimé qu’après environ 6.8 millions d’années toute la molécule serait dégradée et que même après 1,5 million d’années, le peu d’ADN présent serait déjà quasiment inexploitable.

Et là c’est le drame. En effet, les dinosaures se sont, pour les moins vieux, éteints en masse il y a 65 millions d’années, soit il y a 10 fois plus longtemps que la durée de vie maximale proposée pour la molécule d’ADN. En d’autres mots, il semble du domaine de l’impossible de récupérer ne serait ce qu’un microscopique bout d’ADN de dinosaure sans avoir recours à une machine à remonter le temps.

Cependant, d’autres études récentes, plus optimistes, affirment avoir isolé des cellules osseuses de dinosaure contenant des protéines et un peu d’ADN. Cependant, les données présentées ne semblent pas permettre de réellement confirmer ces conclusions.

Bon, on ressuscite quelles espèces alors?

Un mammouth à poil laineux, animal préhistorique actuellement candidat à la résurrection.

C’est triste, mais, a priori, adieu les dinosaures. A défaut de pouvoir un jour observer de vrais T-rex, il faudra se contenter de leur descendants évolutifs les oiseaux, plus facile à garder en cage. Ou bien se tourner vers des espèces disparues dans un passé bien plus proche.

L’un des projets actuellement en cours et du domaine du réalisable est le clonage d’un mammouth. Comme énoncé précédemment, il est possible de récupérer de l’ADN de mammouth et plusieurs équipes de recherche dont une menée par l’embryologiste reconnu Akira Iritani se sont attelées à la lourde tâche de cloner un mammouth à poil laineux d’ici 2016. Pour leur dessein ils peuvent compter sur le fait que les corps congelés de mammouth retrouvés en Sibérie contiennent des cellules apparemment entières. L’information génétique permettant de faire un mammouth et contenue dans le noyau de ces cellules pourraient alors être utilisées pour faire revivre l’espèce.

Cependant, un problème de taille se pose: quid de l’ovule qui recevra cette information? A défaut d’avoir trouvé des ovules de mammouth, les scientifiques vont devoir se rabattre sur des ovules de l’espèce la plus proche encore en vie à savoir l’éléphant. Récupérer un ovule d’éléphant est déjà un défi à part entière tant ces cellules sont rares et nichées au creux de l’organisme de l’animal. Et lorsque l’on connait le relativement faible taux de succès des techniques de clonage lorsque l’ovule et la cellule donneuse proviennent de la même espèce, on ne peut que se poser la question des résultats que donneront ces techniques lorsque l’on utilise un ovule d’une différente espèce et le noyau d’une cellule potentiellement endommagée après près de 4000 ans de congélation. De plus, alors qu’il était relativement facile d’implanter des embryons dans un animal d’élevage commun tel que la brebis, la tache sera certainement plus ardue lorsque le potentiel embryon sera implanté dans quelques rares éléphantes dont le temps de gestation est de 22 mois…

Le projet est officiellement toujours encore en cours et il risque de se heurter à nombre d’obstacles de la sorte. Un succès du projet serait certainement le fruit d’une prouesse technologique et d’une grande persévérance.

Des bouquetins pour se consoler

Moins terrifiant qu’un T-rex mais plus facilement clonable, voici le bouquetin des Pyrénées.

Bon, pas de dinosaures et une probabilité infime de cloner un mammouth, les perspectives sont a priori peu enthousiasmantes. Mais détrompez vous, le clonage reste une technologie d’avenir et pour preuve l’Homme a déjà ressuscité une fois une espèce éteinte. Ce grand prédateur redouté de tous, revenu des morts et prêt à garnir les parcs d’attraction du futur c’est… le bouquetin des Pyrénées. Et cela a duré 7 minutes seulement. Mais c’est déjà ça.

Les techniques utilisés alors entre les années 2000 et 2009 étaient les mêmes que celles précédemment évoquées. Le noyau de tissus congelés de bouquetin des Pyrénées (officiellement éteint en 2000) ont été transférés dans un ovule de chèvre puis implanté dans une mère porteuse. L’un des embryons ainsi généré (sur 285) aura alors donné naissance à un individu qui n’aura vécu que 7 minutes en raison notamment de malformations du poumon.

Bien qu’étant un relatif échec, ce projet a montré que les techniques de clonage pourraient bientôt donner une nouvelle vie à des espèces récemment éteintes. Les futurs succès devront vraisemblablement être précédés d’une meilleure compréhension du développement des vertébrés et mammifères en particulier, notamment concernant la (re)programmation cellulaire et le rôle de l’épigénétique dans ce processus. Ces projets devront aussi être accompagnés d’une profonde réflexion éthique. Pour quelles raisons des animaux seront ils clonés? S’agira-t-il d’un individu seul ou de recréer une population minimale qui redonnera vie à l’espèce entière? Quid de l’adaptation de ces espèces n’ayant pas survécu à leurs conditions de vie dans un environnement nouveau?

Mais surtout, étant donné le prix et temps demandé pour accomplir de tels exploits, de plus gros efforts devraient être entrepris pour la préservation des animaux en voie de disparition et de leur environnement que pour leur hypothétique futur clonage.

Informations additionnelles:
Plus de détails sur le projet de clonage de mammouth chez Podcast Science
Un très bonne et très drôle revisite du clonage de dinosaures dans Jurassic Park par Marion Montaigne
Ce billet a été initialement proposé pour la semaine thématique « La mort » proposée par le C@fé des sciences.
Jurassic Parc en livre ou film sur Amazon.

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7 commentaires »

  1. Super article ! :)
    J’avoue, j’ai ris pour http://www.biopsci.com/wp-content/uploads/2012/10/dinosaur-supervision.jpg :)))))

  2. Très intéressant!!
    merci Philippe

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  5. geniale

  6. Super article! Merci!

  7. Yo yo yo!
    Super article, presque bandant tellement qu’il est intéressant!
    Merci pour tout!

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