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Marguerite, premier clone somatique bovin

Le 5 juillet 1996, la brebis Dolly voit le jour en Ecosse. C’est le premier mammifère cloné à partir d’une cellule adulte. En utilisant cette technique, l’Inra obtient en 1998 le premier veau, Marguerite, les premiers lapins en 2000 et les premiers rats en 2003. Quels sont les apports et les questions soulevées par le clonage somatique ?

Marguerite, premier veau femelle obtenu par clonage somatique (née le 20 février 1998, 48 kg). Provient du transfert de noyaux de cellules d'origine musculaire foetale cultivées in vitro pendant 3 semaines (unité de biologie du développement, Jouy-en-Josas).. © Inra, PAILLARD Gérard
Par Pascale Mollier
Mis à jour le 01/07/2016
Publié le 01/07/2016

La naissance de Marguerite, après celle de Dolly, confirme que l’on sait désormais cloner des animaux à partir de noyaux de cellules adultes, c’est-à-dire différentiées. Ce type de clonage, que l’on pensait impossible, s’appelle clonage « somatique ». Dans le monde, on sait actuellement pratiquer le clonage somatique à partir de six ou sept types cellulaires, cellules de glandes mammaires (Dolly), cellules musculaires (Marguerite), cellules nerveuses, cellules de la peau (oreille) etc. 

Schéma de principe du clonage somatique chez le bovin.. © Inra
© Inra

Dès l’obtention de ces clones, les chercheurs de l’Inra (1) ont déployé d’importants efforts pour les caractériser et suivre les gestations. En 2008, ces recherches ont abouti à l’établissement par l’IETS (2) de lignes directrices pour le suivi des gestations des porteuses d’embryons clonés. Les chercheurs de l’Inra ont aussi été consultés en tant qu’experts par des instances nationales et européennes sur la question de la consommation de produits animaux issus de clones ou de leurs descendants (3).

Les clones : une croissance normale après une naissance parfois difficile

Clones somatiques issus d’une vache donneuse. ,De gauche à droite : la vache n°38 (isolée) donneuse de cellules de peau puis ses 17 clones par ordre d’âge décroissant (de 4 ans à 3 mois ).. © Inra, NICOLAS Bertrand
Clones somatiques issus d’une vache donneuse. ,De gauche à droite : la vache n°38 (isolée) donneuse de cellules de peau puis ses 17 clones par ordre d’âge décroissant (de 4 ans à 3 mois ). © Inra, NICOLAS Bertrand

Les clones possèdent les mêmes gènes que la cellule donneuse. Cependant, ils sont morphologiquement différents (taille et autres caractères) car les noyaux cellulaires dont ils sont issus se sont développés dans des cellules receveuses différentes. Cette situation permet d’étudier les modifications dites « épigénétiques », essentiellement des méthylations de l’ADN (4) qui modifient l’expression du génome au cours du développement.

Au cours du développement, les cellules reproductrices subissent des vagues de méthylation-déméthylation indispensables à la formation de l’embryon. Le clonage induit des perturbations de ces méthylations de l’ADN, ce qui peut provoquer des anomalies dans la gestation, d’où le faible taux de réussite du clonage somatique (entre 15 et 40 % actuellement, selon les espèces). Les clones peuvent ensuite être sujets à différentes pathologies post-natales.

Par contre, les clones qui arrivent à l’âge adulte n’ont pas d’anomalies de croissance, de fertilité, de production laitière. Le lait et la viande issus de ces clones et de leurs descendants sont équivalents, en termes de production et de qualité, à ceux d’animaux issus d’insémination artificielle.

Quelques chiffres :

Entre 1998 et 2011 : plus de 100 bovins clonés sont nés à la ferme expérimentale de l’Inra à Bressonvilliers. Pas de naissance de clones depuis 2011

En 2016 : 22 clones vivent à Bressonvilliers, dont 18 sont issus de la même vache donneuse et ont entre 5 et 14 ans. On peut ainsi étudier l’effet du milieu et le processus de vieillissement sur 18 individus de même  génotype.

 

Les clones, de bons modèles d’étude

Les clones sont un bon modèle d’étude de la relation génome-épigénome. Un programme de recherche (5) a permis de séquencer et de comparer les génomes et les épigénomes des clones issus d’une même mère. On pourra donc mettre en évidence les différences génétiques entre les animaux normaux et anormaux. On pourra aussi étudier, à génome constant, ce qu’apportent les différences de méthylations au niveau de l’expression des caractères.

 

(1) UMR Biologie du développement et de la reproduction (BDR), Centre Inra de Jouy-en-Josas.

(2) IETS : International Embryo Transfer Society

(3) Position EFSA sur les produits alimentaires dérivés des animaux clonés et de leur descendance : pas de preuve scientifique d’effet négatif sur la santé, mais interdiction de consommation en application du principe de précaution.

(4) Modifications épigénétiques : il s’agit de modifications chimiques (par ajout d’un groupement chimique, méthylation, acétylation etc.) soit de l’ADN, soit des histones, les protéines qui  entourent l’ADN et forment avec lui la chromatine. Ces modifications activent ou inhibent l’expression des gènes. L’ensemble des marques apposées sur le génome constitue l’épigénome. Elles régulent  l’expression des gènes sans modifier leur séquence nucléotidique.

(5) Projet ANR EpigRAni (2010-2014) (UMR Biologie du développement et de la reproduction, Inra, Jouy-en-Josas, en collaboration avec UMR PEGASE, Inra, Rennes).

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Physiologie animale et systèmes d’élevage
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas

1998 : Création du comité d’éthique de l’Inra

L’Inra crée son comité d’éthique la même année que la naissance du veau Marguerite, en 1998.

Le clonage animal est l’un des premiers sujets traités par le comité d’éthique, à la demande des chercheurs impliqués. Lors d’un avis rendu en 2000, le comité affirme que l’enjeu actuel du clonage est l’avancée des connaissances fondamentales sur le développement embryonnaire des animaux. Tous les animaux issus de clonage ou de transgénèse sont éliminés à la fin des expérimentations.

Le clonage somatique, possibilité inédite de reproduction

Le clonage somatique permet d'obtenir, à partir d’une cellule banale, prélevée par exemple sur l’oreille d’un animal adulte, des animaux tout à fait normaux possédant les mêmes gènes que le donneur.

Cette technique s'ajoute à celles qui étaient déjà possibles en matière de reproduction animale :

  • transférer un embryon d’une mère à une autre pour augmenter sa descendance
  • conserver les embryons par congélation
  • faire des fécondations in vitro chez les bovins et autres animaux d’élevage pour obtenir les croisements voulus dans les schémas de sélection
  • multiplier les embryons en introduisant des noyaux de cellules embryonnaires dans des ovocytes énuclées (clonage embryonnaire)
  • modifier génétiquement les embryons avant transplantation

Pour en savoir plus sur l'épigénétique

Epigénétique et animaux d’élevage

  • Dossier donnant des éléments de compréhension et des résultats récents obtenus à l’Inra dans le domaine de l’épigénétique des animaux d’élevage : ruminants (alimentation et lactation), poissons, poulets,…Lire le dossier.
  • Génomique et épigénomique bovine. Lire l’article.

Epigénétique, développement et santé

  • Concept et mécanismes de l’origine développementale de la santé et des maladies (DOHaD), impliquant l’épigénétique. Lire l’article.
  • Déméthylation de l'ADN dans l'embryon au stade zygote chez deux espèces, la souris et le lapin. Lire l’article.