RETOUR AU SOMMAIRE
Retour au sommaire de la biologie amusante

  DES CLONES PAR MILLIONS


Jusqu'au néolithique, l'Homme est un prédateur : ses ressources proviennent principalement de la chasse et de la cueillette dont l'abondance est liée à des facteurs qu'il ne maîtrise pas comme le climat ou la nature du sol. Au cours de la révolution du néolithique, il invente la domestication des êtres vivants, c'est à dire l'agriculture et l'élevage. Désormais, il va continuellement perfectionner ses méthodes et ses techniques, sélectionner des espèces et des variétés diverses, améliorer les rendements. Cet extraordinaire travail accumulé depuis une dizaine de milliers d'années a abouti à l'agriculture actuelle dont les fondements tant empiriques que scientifiques reposent principalement sur la compréhension des rapports entre les êtres vivants et leur milieu.

Aujourd'hui, l'agriculture est en train de devenir de plus en plus scientifique et, dans certains cas, les champs sont d'ores et déjà remplacés par des étagères de laboratoire. Cette mutation a son origine à la fin du XIXème siècle lorsque la formulation de la théorie cellulaire conduisit de nombreux chercheurs à une démarche plus réductionniste en cherchant à comprendre comment est déterminé le destin de chaque cellule au sein d'un organisme. Pour cela, il fallait, au préalable, être capable de séparer les cellules de l'organisme auquel elles appartiennent et de les faire "pousser" in vitro dans des conditions déterminées. Ce fut Alfred Vulpian (1826-1887), médecin célèbre pour différents travaux cliniques, qui eut l'idée, le premier, de cultiver des tissus animaux. En 1859, il isole des fragments de queue de têtard et essaye de les cultiver dans l'eau. Bien qu'il obtienne la survie des cellules, elles ne se multiplient pas et cette tentative n'apporte guère d'informations si ce n'est de démontrer la capacité de survie des cellules en dehors de l'organisme. Il en sera de même en 1878 lorsque Vochting tentera le même type d'expérience sur des racines isolées. En 1902, le botaniste allemand Gotlieb Haberlandt (1854-1945) surmonte un premier obstacle en mettant au point un milieu de culture permettant plusieurs mois de survie à des cellules végétales isolées. Il formule précisément ce qu'il attend de cette entreprise, c'est à dire la compréhension, d'une part, du fonctionnement de la cellule en tant qu'unité vivante élémentaire et, d'autre part, des interactions intercellulaires. De plus, il formule l'hypothèse que les cellules végétales seraient totipotentes, c'est à dire qu'elles garderaient la capacité de former n'importe quel organe végétal et qu'on devrait donc pouvoir obtenir la régénération d'une plante entière à partir d'un explant tissulaire. Toutefois, s'il réussit à obtenir un accroissement de la taille des cellules, il ne parvint pas à les multiplier et ne put donc achever son programme de recherches et prouver le bien fondé de son hypothèse.

Une nouvelle avancée se produisit l'année suivante avec la multiplication in vitro de cellules sanguines de triton par Justin Jolly (1870-1953) puis en 1907 avec le développement de cellules nerveuses en culture par Ross Harrisson. Bien que ce dernier ait été proposé en 1917 pour le prix Nobel de médecine, le jury décida de ne pas attribuer de prix cette année-là. Mais ce sont les travaux d'Alexis Carrel (1873-1944), par ailleurs tristement célèbre pour ses idées eugénistes, qui devaient donner leur véritable élan aux cultures de cellules animales et lui valoir le prix Nobel en 1912. Grâce à un milieu à base de plasma sanguin contenant des extraits embryonnaires il cultiva des cellules de cœur de poulet de façon indéfinie par repiquage régulier de la culture sur du milieu neuf. Les perfectionnements puis la standardisation de milieux adaptés à ce type de culture permirent de significatifs progrès dans le domaine médical. A l'heure actuelle, on est ainsi capable de produire de la peau humaine in vitro, très utile pour soigner les grands brûlés.

Les premières véritables réussites de culture d'organes végétaux eurent lieu simultanément en 1922. W.Kotte en Allemagne et W.J.Robbins aux Etats Unis eurent l'idée d'utiliser des méristèmes : il s'agit de petits groupes de cellules localisées au niveau des bourgeons et des organes en croissance où elles donnent naissance aux nouveaux organes des plantes au cours de leur vie. Ces cellules restent indifférenciées, c'est à dire à l'état embryonnaire. Mises en culture, elles purent produire de nouvelles racines. Toutefois, ce n'est que 10 ans plus tard, en 1932, que P.White put obtenir sur des méristèmes de racine de tomate ce qu'A.Carrel avait réussi 25 ans auparavant sur des cellules animales : la culture in vitro indéfinie par repiquages successifs.

Les cultures commencées par White et entretenues par repiquage existent toujours 60 ans plus tard... Dès lors, ce type de travaux se développa considérablement jusqu'à la guerre : entre 1934 et 1940 furent réussies successivement les cultures indéfinies de tissus d'arbres divers (R.Gautheret), de cellules de carotte (P.Nobécourt), de cellules de tumeur de tabac (P.White). Actuellement, les tissus de plusieurs centaines d'espèces végétales ont été cultivés avec sucés et ces techniques ont révélé une propriété remarquable des cellules végétales, la totipotence, conformément à l'hypothèse initiale d'Haberlandt. En effet, en 1952, G.Morel et C.Martin obtiennent la régénération de plantes complètes à partir de méristèmes mis en culture et, en 1971, Takébé réussit la régénération d'une plante complète à partir d'une seule cellule.

Le succès de ces techniques est venu principalement de l'isolement de différents régulateurs de croissance propres aux végétaux : l'auxine, substance stimulant la division cellulaire et le développement des racines, isolée par Kögl en 1934 ; les gibbérellines, stimulants de la croissance cellulaire, identifiées en 1938 par Yabuta et Sumiki ; les cytokines, stimulants de la division cellulaire et de la différenciation des bourgeons, découvertes par Skoog en 1955. En dosant habilement les éléments nutritifs et les régulateurs de croissance dans le milieu de culture, on obtient soit un massif de cellules indifférenciées (un cal), soit la régénération d'un microplant entier à partir d'un explant. En fragmentant le cal ou le microplant et en remettant les fragments en culture, on obtient de véritables clones, c'est à dire des organismes strictement identiques génétiquement, en nombre considérable, à partir d'une ou plusieurs cellules d'une seule plante.

Cette méthode a notamment permis de sauver certaines espèces végétales menacées par des maladies virales en raison de la particularité des méristèmes d'être dépourvus de virus. De plus, ces techniques de microbouturage in vitro permettent la multiplication d'un seul plant à des millions d'exemplaires : ainsi, la mise en culture d'explants isolés d'une seule feuille de Saintpaulia permet en un an la production de plus de 3 millions de plantes identiques alors que le bouturage classique ne permet d'en obtenir que 675 ! C'est ici que les travaux sur le clonage des cellules végétales rejoignent l'agriculture puisque désormais de nombreuses espèces sont ainsi multipliées in vitro, notamment dans le domaine horticole, permettant ainsi de considérables économies de temps et de place moyennant, il est vrai, d'importants investissements et la disparition d'emplois agricoles...



EXPERIENCE

REALISONS LE MICROBOUTURAGE DU SAINTPAULIA

Cette plante que l'on trouve chez tous les fleuristes pour environ 35 F se prête bien à cette expérience par la frugalité de ses exigences et sa résistance. Nul besoin de régulateurs de croissance ou d'un milieu complexe pour réaliser le microbouturage, l'eau du robinet suffira.

Matériel nécessaire

Un Saintpaulia, une lame de rasoir, un flacon à goulot étroit, de l'eau du robinet, de la patience...

Comment procéder ?

Sectionner une feuille à la base de son pétiole avec la lame de rasoir, perpendiculairement à son grand axe. Passer le pétiole sous l'eau du robinet pour enlever d'éventuels fragments de terre. Remplir d'eau du robinet le flacon et placer le pétiole dedans. Mettre le tout devant une fenêtre.

Changer l'eau une ou deux fois par semaine. Ne pas hésiter à nettoyer le flacon si des algues s'y développent. Si vous partez en vacances, vous pourrez laisser la même eau pendant un mois à condition que l'ouverture du flacon soit suffisamment étroite pour limiter l'évaporation. Au bout d'un mois environ, des racines apparaissent au niveau de la section. Environ un mois après, ce sont une demi-douzaine de microfeuilles qui font leur apparition entre les racines et le pétiole sectionné.




Ces microboutures pourraient être repiquées pour les multiplier de nouveau, mais cela dépasse notre cadre car il faut alors un milieu déterminé et des conditions d'asepsie rigoureuse.

NB On peut accélérer les résultats et produire un plus grand nombre de microboutures en mélangeant du jus de coco (en boîte dans les supermarchés) à raison d'environ 50 mL pour 200 mL d'eau. Toutefois, dans ce cas, il sera impératif de remplacer tous les 2 jours ce milieu par du milieu neuf et de rincer soigneusement le pétiole en raison de la prolifération des bactéries qui détruiraient rapidement notre explant.


Amusez-vous bien !

RETOUR AU SOMMAIRE

TOUS DROITS RESERVES
© 1998-2000 D. Pol
dpol#noos.fr
Emplacements des visiteurs de cette page

N'hésitez pas à faire connaître vos impressions, commentaires, suggestions etc