Qu’est-ce qu’un clone ? Comment Dolly a-t-elle été créée ?
En quoi consistent le clonage reproductif et le clonage thérapeutique ?
Qu’est-ce qu’un clone ?
Un clone est un ensemble d’organismes (animaux, cellules, plantes…) génétiquement identiques. Le clonage est un mode de reproduction fréquent dans la nature : le bouturage chez les plantes, ou la parthénogenèse chez certains insectes en sont des exemples connus.
Toutefois, aujourd’hui, on appelle le plus souvent « clones » des animaux issus du transfert d’un noyau de cellule différenciée dans un ovocyte énucléé*. C’est le cas de la fameuse brebis Dolly. Ces animaux ont le même ensemble de gènes nucléaires que celui de l’animal sur lequel ont été prélevées les cellules. Mais ils diffèrent souvent par certains caractères physiques : les taches du pelage des vaches noires et blanches par exemple, la taille à la naissance chez la souris ou la vache…
* dépourvu de son noyau
Comment Dolly a-t-elle été créée ?
La brebis Dolly, qui est morte le 14 février 2003 soit six ans après sa naissance* (5 juillet 1996), est le premier clone de mammifère obtenu à partir d’une cellule adulte.
Pour la créer, les chercheurs écossais Ian Wilmut et Keith Campbell ont remplacé le noyau d’un ovocyte par celui d’une cellule de brebis adulte. L’œuf ainsi formé a commencé à se diviser en 2, 4, 8… cellules, toutes identiques, comme un œuf issu d’une fécondation. L’embryon a ensuite été placé dans l’utérus d’une autre brebis, qui a joué le rôle de mère porteuse.
Ainsi, Dolly a hérité de la totalité du patrimoine génétique d’un seul individu - la brebis d’origine - et non des chromosomes amenés pour moitié par un spermatozoïde et pour l’autre par un ovocyte, comme une cellule résultant d’une fécondation. La technique du clonage permet donc de créer des animaux sans rencontre de gamètes : c’est une reproduction asexuée.
* Habituellement, une brebis vit environ dix ans.
Les vrais jumeaux peuvent-ils être considérés comme des clones ?
Oui, et même plus que des clones !
Le processus à l’origine des jumeaux vrais est une scission de l’embryon en début de formation. Deux lots de cellules se constituent alors puis se développent individuellement. Issues d’un même œuf, les cellules des deux lots sont strictement identiques : elles ont en commun l’information génétique de leurs noyaux, mais également celle portée par leurs mitochondries, petits éléments du milieu liquide (appelé cytoplasme) entourant le noyau. Les clones, qui n’ont en commun que les noyaux de leurs cellules, n’ont pas les mêmes mitochondries. Des jumeaux sont donc encore plus semblables que des clones.
Quelle est la différence entre une cellule embryonnaire et une cellule adulte ?
Les premières cellules embryonnaires ont la particularité d’être capables de se diviser indéfiniment et de générer tous les types de cellules de l’organisme : on dit qu’elles sont totipotentes. Individuellement, elles peuvent engendrer un individu complet. Puis, de divisions en divisions, elles commencent à se spécialiser : certaines seront à l’origine de la peau, d’autres des muscles…
Pour cela, elles suivent un programme génétique précis, propre à chaque lignée cellulaire. Ainsi, une future cellule de peau suit le programme « devenir une cellule de peau », mais pas un autre programme comme « devenir une cellule de muscle, de nerf… ».
Quand elles arrivent à l’âge adulte, elles sont le plus souvent très spécialisées quand elles ne peuvent plus se diviser, elles meurent, laissant la place à d’autres cellules. Voilà pourquoi, dans des conditions naturelles, une cellule de peau est incapable de reproduire un individu entier.
En quoi le clonage par transfert de noyau est-t-il étonnant ?
Auparavant, on pensait que la différenciation - la spécialisation des cellules - était un phénomène irréversible. Avec Dolly, les chercheurs ont montré qu’un noyau de cellule adulte transféré dans un ovocyte pouvait réactiver tous les programmes génétiques éteints lors de sa spécialisation, et retrouver sa totipotence, comme à l’état embryonnaire. Cette « dédifférenciation » est d’autant plus étonnante qu’elle peut se produire en quelques heures, alors que normalement, le processus inverse nécessite plusieurs générations cellulaires.
En quoi consistent le clonage reproductif et le clonage thérapeutique ?
Le clonage reproductif a pour but de produire des organismes complets (animaux, plantes…) génétiquement identiques. Le clonage thérapeutique, lui, vise principalement à produire des cellules embryonnaires pour ensuite les maintenir en culture en vue de fabriquer des tissus, voire des organes destinés à être greffés.
Dans les deux cas, la première étape nécessite l’obtention d’embryons par la méthode de transfert de noyaux (comme pour Dolly). Pour le clonage reproductif, on transplante ensuite l’embryon dans un utérus de mère porteuse pour qu’il poursuive son développement. Le clonage thérapeutique, lui, consiste à maintenir en culture in vitro les embryons au moment où se réalisent les toutes premières différenciations cellulaires, afin de maintenir ces cellules en prolifération tout en empêchant leur différenciation. Une fois cette étape réalisée, on dispose d’une source de cellules indifférenciées à qui on peut alors donner l’ordre de se différencier.