biotechnologie environnemental e

8/8/2019 biotechnologie environnemental e

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FDRATION EUROPENNE

DE BIOTECHNOLOGIE

GROUPE DE TRAVAILSUR LA PERCEPTION

DES BIOTECHNOLOGIESPAR LE PUBLIC

Par biotechnologie, on entend lintgration des

sciences naturelles et du savoir faire delingnieur dans lutilisation dorganismes, decellules, ou de leurs parties et analoguesmolculaires, en vue dobtenir des produits oudes services (Assemble gnrale de lEFB,1989). Dans la prsente mise au point, avec labiotechnologie de lenvironnement, nousabordons lapplication de ces procds laprotection de la qualit de notre environnementou lassainissement de celui-ci.

Le prsent article passe en revue les diversdomaines de la biotechnologie environ-nementale, en relation avec les problmesquelle soulve et avec ses rpercussions. Sonbut gnral est de proposer une information

objective et de promouvoir un dbat public.Cet article runit les contributions descientifiques, dindustriels et dorganisationsgouvernementales ou cologistes de toutelEurope. Il est destin fournir desinformations et ne reprsente pas les opinionsou la politique de la Fdration europenne debiotechnologie ni daucun autre organisme.

INTRODUCTION

Les procds biotechnologiques ont dj tutiliss dans la protection de lenvironnementdepuis presque un sicle, bien avant linventiondu terme biotechnologie. On a mis au point desinstallations municipales dpuration des eaux

uses et des filtres pour purifier le gaz de ville autournant du sicle. Ils se sont montrs trsefficaces, alors quon en savait peu cette poquesur les principes biologiques expliquant leurfonctionnement. Depuis ce temps-l, notre savoira beaucoup augment. La prsente mise au pointdcrit ltat actuel des connaissances dans ledomaine de la biotechnologie environnementaleet les possibilits de cette dernire. Elle abordegalement les aspects sociaux de labiotechnologie environnementale.

Les techniques biologiques de traitement desdchets, avant ou aprs leur arrive danslenvironnement, sont dcrites et illustres pardes exemples dans la section sur labioremdiation. La biotechnologie peut aussiservir dvelopper des produits et des procdsqui produisent moins de dchets et utilisent moinsde ressources non renouvelables et moinsdnergie. De ce point de vue, la biotechnologiese trouve en bonne position pour favoriser ledveloppement dune socit durable, selon le

principe recommand en 1987 dans le rapport

Brundtland et mis au point 21 de lordre du jourdu second Sommet de la terre de Rio Janeiro en1992 - principe qui a fait son chemin depuis et quiest largement admis. Ce sujet est abord dans lasection sur la prvention. Les mthodesbiotechnologiques servant dtecter les polluantset surveiller la qualit de lenvironnement sontprsentes dans la section sur la dtection et lasurveillance. Les techniques de lADNrecombinant ont amlior les possibilits deprvenir la pollution et sont riches de promessespour le dveloppement ultrieur de labioremdiation. Ces sujets sont traits dans lasection portant sur la transformation gntique.Paralllement au dveloppement de labiotechnologie moderne, on a tabli des

rglementations nouvelles qui sappliquent auxorganismes gntiquement modifis, ou on en aadapt danciennes. Leur porte pour labiotechnologie environnementale est voquedans la section traitant de la lgislation. Lasection abordant lopinion publique, le dialogueet les dbats met en relief les sentiments du publicsur la biotechnologie environnementale, et lamanire dont se forme son opinion.

BIOREMDIATION

La bioremdiation consiste utiliser des systmesbiologiques pour rduire le niveau de pollution desystmes prsents dans lair, leau ou le sol. Cesont des micro-organismes ou des plantes qui

sont normalement utiliss comme systmesbiologiques. Le plus souvent, on choisit de menerles oprations de bioremdiation en laissant faireles biodgradations des micro-organismes. Pourassurer leur croissance et/ou leurs besoins ennergie, les micro-organismes peuvent utiliser, enles dgradant, la plupart des composs chimiques.Ces processus de dgradation biologique peuventexiger la prsence dair, ou non. Dans certainscas, les voies mtaboliques que les organismesutilisent pour saccrotre ou pour obtenir delnergie peuvent aussi tre utilises pourdcomposer des molcules de substancespolluantes. Dans ce cas (nomm co-mtabolisme), le micro-organisme ne retire aucunbnfice direct. Les chercheurs tirent avantage dece phnomne pour lappliquer dans le domainede la bioremdiation. Complte, unebiodgradation parvient a dtoxifier des polluantsminraux jusquau stade du dioxyde de carbone(gaz carbonique), de leau et de sels minrauxinoffensifs. Une biodgradation incomplte peutfournir des produits de dgradation moins

Biotechnologie

Environnementale Bioremdiation

Prvention

Dtection et surveillance

Gnie gntique

RENSEIGNEMENTS

Pour toute information complmentaire,sadresser la European Federation ofBiotechnology, Task Group on PublicPerceptions of Biotechnology.

Prof John Durant (prsident)Research and Information ServicesNational Museum of Sciences & IndustryGB-SW7 2DD LondonTl: +44 171 9388201Fax: +44 171 9388213E-mail: [email protected]

Dr D. J. Bennett (secrtaire)Secrtariat, EFB, Task Group on Public

Perceptions of BiotechnologyOude Delft 60

NL 2611 CD DelftTl: +31 15 2127800Fax: +31 15 2127111E-mail: [email protected]://www.kluyver.stm.tudelft.nl/efb/home.htm

copyright EFB Task Group on PublicPerception of Biotechnology, 1999

Ce bulletin est destin linformation et nereprsente pas les opinions de la Fdrationeuropenne de Biotechnologie ni daucuneautre personne. La reproduction de ce textenest autorise qu des fins de recherche etdtude, condition que soit mentionn ledtenteur du copyright dans une notice

semblable la prsente. En dehors de ce cas,toute reproduction, mme partielle, est interditesans lautorisation du dtenteur du copyright.

Mise au point

4Deuxime dition, janvier 1999traduction du texte original enanglais

Le Groupe de travail sur la perceptiondes biotechnologies par le public esttrs reconnaissant envers la Commis-sion europenne, Direction GnraleXII, pour son soutien et son appuifinancier prolongs dans la pub-lication de cette srie de bulletins.


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compagnie hollandaise a produit une varit depommes de terre gntiquement modifies, qui necontiennent plus damylose, et dont le traitementa par consquent un impact plus faible surlenvironnement. Lutilisation de plantesgntiquement modifies qui sont rsistantesenvers certains insectes, ou envers certainesmaladies, pourrait considrablement rduirelemploi des pesticides: ce qui non seulementviterait de consacrer la production despesticides autant de matires premires pour laplupart non renouvelables ainsi que dnergie etde travail, mais rduirait de plus les effetsngatifs de leurs rsidus. Bien dautres solutionsbiotechnologiques ont t dveloppes (voir

encadr) pour lutter contre la pollution. Il estpossible que les dveloppements futurs fassentappel des choses qui actuellement paraissentencore de la science-fiction la plupart des gens:par exemple, le remplacement des super-fibrestextiles chimiques par une soie de toiledaraigne, produite par des micro-organismes.

Il ne faut toutefois pas oublier une chose:lemploi industriel croissant des systmesbiologiques devrait saccompagner duneformation adquate et de mesures de protectionpour les travailleurs qui auront ces systmes entreleurs mains, comme cela se fait dans tout autresecteur de lindustrie.

DTECTION ET SURVEILLANCEDtection et surveillance des polluants. Onutilise dj toute une srie de mthodesbiologiques pour dtecter les incidents depollution et pour surveiller en continu lespolluants. Les mesures tablies depuis longtempscomprennent: le comptage du nombre despcesvgtales, animales ou de micro-organismes, lecomptage du nombre dindividus de chacune deces espces ou lanalyse des concentrationsdoxygne, de mthane ou dautres compossdans leau. Plus rcemment, on a dvelopp desmthodes de dtection biologiques utilisant desbiodtecteurs ou des tests immunologiques, quicommencent tre commercialiss.

La plupart des biodtecteurs sont forms dedispositifs de deux types, biologique etlectronique, souvent placs sur une micropuce.Leurs composants biologiques peuvent tresimplement une enzyme ou un anticorps, soit unecolonie de bactries, une membrane ou unrcepteur de type neural, soit mme un organisme

entier. Ils sont immobiliss sur un substrat, leursproprits subissent des modifications en rponse un changement dans le milieu, celles-ci on peutdtecter dune manire lectronique ou optique. Ilest alors possible de faire des mesuresquantitatives de certains polluants avec uneextrme prcision ou avec un trs haut degr desensibilit. On peut concevoir des dtecteurs trsslectifs ou au contraire sensibles un large choixde composs. Par exemple, on peut dpister touteune srie dherbicides dans leau dune rivire laide de dtecteurs utilisant des algues; le stresssubi par ces plantes se mesure par le biais desmodifications des proprits optiques de leurchlorophylle.

Les dtecteurs microbiologiques fonctionnent laide de micro-organismes qui ragissent aucontact de la substance dtecter. Ces dtecteursproduisent gnralement de la lumire, maiscessent aussitt quils sont en contact avec dessubstances qui leur sont nfastes. Les micro-organismes quon utilise et qui mettent de lalumire peuvent soit exister naturellement soittre dvelopps tout exprs. On a mis au point desdtecteurs de type positif, cest--dire quicommencent mettre de la lumire aussittquils sont en contact avec un polluant spcifique

(et cause de la raction conscutive cecontact). Aux tats-Unis, on a autorislutilisation de bactries mettant de la lumire dece type pour dtecter des hydrocarburesaromatiques polyhalogns au coursdexpriences-pilotes sur le terrain.

Les tests immunologiques utilisent des anticorpsmarqus (les anticorps sont des protinescomplexes produites dans ltre vivant en rponse la prsence de molcules spcifiques) et desenzymes pour mesurer la concentration enpolluants. Si le polluant est prsent, lanticorps sefixe sur lui; la marque le rend dtectable soit parun changement de coloration soit parfluorescence ou par radioactivit. On a dvelopp

des tests immunologiques de diffrents typespour surveiller des pesticides, tels que la dildrineet le parathion, de manire continue, automatiqueet peu coteuse. Ces techniques, qui fournissent

des rsultats sous une forme aussi simple quunchangement de couleur, sont par leur naturemme particulirement bien adaptes desmesures trs sensibles sur le terrain, alors que letemps ncessaire et le volume des quipementsrendent impossibles les mesures plustraditionnelles. Leur usage est cependant restreintaux polluants susceptibles de dclencher laformation danticorps dans le vivant. Si lespolluants sont trop ractifs, ils vont dtruirelanticorps ou supprimer son activit et parconsquent rendre le test inefficace.

Dtection et surveillance des micro-organismes utiliss dans la bioremdiation.Quand on inocule sur un site de bioremdiationdes micro-organismes produits en laboratoire(bio-enrichissement), il est souvent indispensablede surveiller leur prsence et leur multiplicationafin de sassurer que le processus se droule bien.Ceci est particulirement vrai, et mmeobligatoire, dans le cas de micro-organismesgntiquement modifis.

La technique traditionnelle pour mettre envidence la prsence de micro-organismes dans lesol est ltalement direct sur un milieu nutritifslectif. Lopration est beaucoup plus simple si

lorganisme contient un marqueur sur lequel faireagir la slection. Les techniques plus rcentescomprennent les techniques de biosurveillance,cites plus haut, qui sont bases sur des testsimmunologiques et des effets lumineux. Ladistribution spatiale de micro-organismesspcifiques, dans un chantillon, peut tredtermine par microscopie et de manire noninvasive, en utilisant lhybridation enfluorescence in situ (FISH) des micro-organismes. La technique la plus sensible et laplus spcifique, qui est de plus en plus utilise,consiste directement isoler lADN du sol, puis lamplifier (PCR).

Dtection et surveillance des effets cologiques.

La bioremdiation vise amliorer la qualit delenvironnement en liminant les polluants. Ladisparition du polluant initial nest toutefois paslunique critre servant valuer le succs duneopration de bioremdiation. Le polluant peutproduire des mtabolites toxiques (ou mmedavantage toxiques), la bactrie utilise pour ladgradation peut aussi provoquer des maladies ouproduire des substances dangereuses pour lesmicro-organismes utiles et pour les plantes, lesanimaux ou les tres humains. On exclut bien sr lavance, autant que se peut, tous ces effetsngatifs en se familiarisant dune manire aussipousse que possible avec lorganisme concern,grce une tude antrieure approfondie de lalittrature et grce des expriences en

laboratoire o des processus de bioremdiationsont simuls petite chelle. Pour viter deseffets inattendus, surtout aprs la libration danslcosystme dun nouvel acteur, tel quunorganisme gntiquement modifi, il peut treindispensable de surveiller les effets cologiquesdune opration de bioremdiation. Le problmeavec la surveillance des effets cologiques est desavoir ce quil faut surveiller. De nombreux effetscologiques peuvent apparatre: ils ne sonttoutefois pas tous en relation avec labioremdiation ni tous permanents ni mme tousforcment le rsultat de lopration debioremdiation. Les paramtres prendre enconsidration sont habituellement dtermins decas en cas. Les techniques de surveillance

peuvent inclure toutes celles que nous avonscites plus haut.

GNIE GNTIQUE

Ces toutes dernires annes, la technologie delADN recombinant a eu des rpercussionsextraordinaires. Les biologistes molculaires ont

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Vers des procds industriels durablesgrce lutilisation denzymes

Dans le tannage du cuir, on a introduit desenzymes la place des substances chimiquesagressives traditionnellement utilises pournettoyer les peaux. Dans la productiontextile, les enzymes ont supplant lessubstances chimiques de blanchiment, enparticulier pour le dlavage des jeans. Quant lindustrie du papier, lutilisation

denzymes pourrait trs bienttconsidrablement rduire la consommationdu chlore utilis dans la prparation de lapte papier. Les enzymes prsentes dans lespoudres lessive diminuent de faonsignificative la quantit de dtergentsncessaire pour un effet de nettoyage donn;leur emploi signifie en outre que latemprature de lavage peut tre abaisse. Or,une baisse de temprature de 20Cconomise plus du tiers de lnergie utilisepar la machine. tant donn que, dans denombreux pays de lEurope de lOuest,

jusqu 5% de la dpense dnergiedomestique correspond aux lessives, cesmolcules ont apport une contribution

intressante aux conomies dnergie.

Des solutions biotechnologiques contre lapollution

Les porcs et les poulets ne peuvent pasutiliser le phosphate contenu dans le phytatequi est prsent dans leurs aliments: cephosphate aboutit dans le fumier. Si lonajoute leur nourriture une enzyme, laphytase, la quantit de phosphate qui seretrouve dans les excrments de ces animauxpeut tre rduite de plus de 30%.

En Afrique du Sud, on utilise des bactriespour extraire lor du minerai dor. En vitantlextraction par fusion, ce procd, nommbio-extraction, conomise une quantitnorme dnergie et produit moins dedchets.

La production de lindigo, ncessaire lateinture des blue-jeans, exige huit tapes etlutilisation de substances chimiques trstoxiques ainsi que des mesures spciales deprotection pour les ouvriers et pourlenvironnement. Effectue par un procdbiotechnologique, cest--dire laide dunebactrie gntiquement modifie qui contient

les enzymes appropries, la productiondindigo ne ncessite que trois tapes,seffectue dans leau, utilise des matirespremires simples comme le sucre et des selsminraux, ne produit que de lindigo, dudioxyde de carbone (gaz carbonique) et unebiomasse biodgradable.


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tabli la carte de gnomes entiers, de nombreuxnouveaux mdicaments ont t dvelopps et missur le march, et les agriculteurs produisent desplantes nouvelles, prsentant un type nouveau dersistances aux maladies, jusquici impossibles obtenir par les mthodes de slectiontraditionnelles. Plusieurs exemples parmi ceuxque nous avons dj mentionns dans cet articleimpliquent lutilisation de la technologie delADN recombinant, entre autres la pomme deterre sans amylose ou la bactrie produisantlindigo. Beaucoup denzymes sont djproduites de manire courante par des organismesgntiquement modifis.

La diversit des espces, des biomolcules et desvoies biochimiques prsentes sur cette plante estimmense, le gnie gntique peut donc enprincipe tre un outil trs puissant pour amnagerdes solutions de remplacement qui soient plusfavorables lenvironnement que les produits etles procds actuels qui polluent le milieu etpuisent les ressources non renouvelables. En finde compte, ce sont la politique, lconomie,autrement dit la socit, qui diront parmi toutesles potentialits quoffre la science, lesquellesdeviendront ralit.

Actuellement, on peut aussi complter lesproprits gntiques de certains organismes demanire quils puissent dgrader des polluantsdtermins, lorsque les organismes qui existentnaturellement ne peuvent pas le faire de faonadquate ou assez rapide. En combinantdiffrents savoir-faire mtaboliques dans lemme micro-organisme, on pourrait contournercertains goulets dtranglement danslassainissement de lenvironnement. Jusquprsent, ceci na pas t fait en grand.Principalement, cest que, dans la plupart des cas,on peut soit directement trouver des organismescapables de dcontaminer un site pollu quiexistent dj naturellement soit en slectionner.On connat des exemples de bactries du sol qui

ont acquis des proprits nouvellesconscutivement lintroduction dexnobiotiques (cest--dire des composschimiques faits par lhomme et qui sontnormalement absents des milieux naturels). Danscertains cas, ces bactries paraissent mme avoiracquis les proprits dautres espces. Aux tats-Unis, on a autoris lutilisation, pour labioremdiation, de certaines bactriesgntiquement modifies, mais on na pas encorerapport dutilisations faites sur une vaste chelle.En Europe, seules des expriences-pilotes sur leterrain, sous contrle, ont t autorises.

Le gnie gntique peut produire des organismesnouveaux qui ne pourraient jamais apparatre au

cours de lvolution naturelle ou par slection;par consquent, le fait quon ne puisse pas prdireleurs interactions potentielles avec lcosystmeest cause dinquitudes. Les organismesgntiquement modifis qui sont correctementmaintenus dans le confinement dinstallationsautorises, o ils ont t produits, sont beaucoupmoins proccupants que ceux qui sont destins tre librs dans lenvironnement, tels que lesplantes rsistantes des maladies, ou les bactriesdu sol prvues pour la bioremdiation.

Les effets cologiques potentiels de ces derniressont dautant plus difficiles valuer que lesbactries du sol cest un fait bien connu changent frquemment du matriel gntique,

mme entre espces. Ceci, et le fait que noussavons peu de choses sur la grande majorit desespces bactriennes vivant dans le sol, rendpratiquement impossible toute prdiction sur lesort de chaque copie dADN correspondant uneproprit frachement introduite dans une bactriedu sol. Par ailleurs, si lADN tranger est tir

dune autre espce de bactries du sol, il sembleraisonnable de soutenir que la bactriegntiquement modifie aurait tout aussi bien puapparatre une fois ou lautre par volutionspontane, compte tenu de la frquence deschanges de matriel gntique dans le sol.

LGISLATION

Une rglementation est indispensable pourgarantir la scurit de lutilisation, danslenvironnement, dorganismes nouveaux oumodifis, et objectif qui nest pas des moindres pour maintenir la confiance du public. LUnioneuropenne a mis deux directives(1,2) concernantlusage de micro-organismes gntiquementmodifis en milieu confin et la dissminationdlibre de micro-organismes gntiquementmodifis dans lenvironnement. La majorit despays membres de lUE ont introduit ces deuxdirectives dans leur lgislation. Ces directivesexigent quun projet dtaill de lexprience, quidoit contenir lvaluation des risques potentiels,reoive lapprobation des autorits comptentes,avant la dissmination de tout organismegntiquement modifi dans lenvironnement.Dans certains pays, la nature, et parfois mme lesite de dissmination, doivent tre publis dans lapresse locale. Aprs plusieurs annesdexprience dans lutilisation de cetterglementation, les procdures concernes sontactuellement en train dtre rvises. Desamendements destins clarifier et rviser laDirective 90/120/EEC ont t publis endcembre 1998. Le but de la Commissioneuropenne est de maintenir la comptitivit delUnion europenne globalement la fois sur leplan de la recherche et des applicationscommerciales sans compromettre la scurit.

OPINION PUBLIQUE, DIALOGUE ETDBAT

Bien que la biotechnologie traditionnelle apporteune contribution prcieuse la bioremdiation etque la biotechnologie moderne puisse encorealler plus loin sur ce chemin, aucun rsultat rcentnindique ce que les Europens pensentspcifiquement de la biotechnologieenvironnementale. Selon une enqute publie en1997(3), les Europens ont gnralement tendance adopter une opinion optimiste au sujet desdveloppements quils attendent de labiotechnologie moderne. Malheureusement, cetteenqute ne portait pas sur lattitude du publicenvers la biotechnologie environnementale. Danscette enqute, lunique question en relation aveclenvironnement demandait si les gens croyaientque la biotechnologie moderne rduirait

substantiellement la pollution, ce quoi 47%

dentre eux ont rpondu par laffirmative. Il reste savoir si ce nest quun vu pieux ou non. Endernier ressort, il faudra des preuves solides, savoir une amlioration des paramtresenvironnementaux, pour que la biotechnologieenvironnementale soit pleinement accepte.

Des confrences, des dbats publics, dessminaires et des tables rondes ont t organisspour rassembler le public, des reprsentants desgouvernements, des organisations cologistes etdes milieux scientifique et industriel, et lesamener discuter les problmes cruciaux. Cesdbats anims ne mnent pas toujours unconsensus, mais ils peuvent permettre dvaluerplus largement tous les aspects dun problmeparticulier et faciliter une meilleurecomprhension des questions qui se posent. Parexemple, rcemment, un atelier a eu lieu sur lethme: Dans quelle mesure la biotechnologiepeut-elle tre profitable lenvironnement, etcomment?(4).

De nombreuses organisations mettent desinformations disposition du public, qui sontdestines faire progresser le dialogue et ledbat. On peut en trouver la liste dans lecatalogue des sources dinformations, publi parle Groupe de travail de lEFB sur la perceptiondes biotechnologies par le public(5); le cataloguepeut tre command auprs de cette organisation.

CONCLUSION

La carrire de la biotechnologie remonte au siclepass. Puisque lon prend davantage consciencede la ncessit de se tourner vers des modlesdactivit conomique moins destructeurs, tout enmaintenant lamlioration des conditionssociales, et ce malgr laugmentation de lapopulation, la biotechnologie voit se confirmerson rle dans la bioremdiation et dans lcologieindustrielle. Cette technologie a dj fait sespreuves dans un certain nombre de domaines et

les dveloppements futurs promettent dlargirson champ. Certaines nouvelles techniques, quisont actuellement ltude, emploient desorganismes gntiquement modifis, conus pouraccomplir efficacement des tches spcifiques.Ainsi quil arrive chaque fois quune nouvelletechnologie est mise en uvre danslenvironnement, une certaine inquitude se faitsentir. La biotechnologie pourrait apporter unecontribution importante la protection et lassainissement de lenvironnent. Labiotechnologie est par consquent en bonneposition pour contribuer au dveloppement dunesocit durable. lentre du nouveau millnaire,cela deviendra dautant plus important et vitalque les populations, lurbanisation et

lindustrialisation continueront de crotre.

4 Mise au point no 4

Rfrences

1 Council Directive on the Contained Use of Genetically Modified Micro-organisms. 1990,90/219/EEC

2 Council Directive on the Deliberate Release into the Environment of Genetically ModifiedOrganisms. 1990, 90/220/EEC

3 Eurobaromtre 46.1Les Europens et la biotechnologie: une relation complexe, DG XII,1997

4 How can Biotechnology benefit the Environment(1997) Report of a Workshop organizedby the EFB Taskgroup on Public Perceptions of Biotechnology and The Green Allienceon 13 January 1997 at the Science Museum in London, ISBN 90 76110 02 6.

5 Biotechnology for non-specialists, a handbook of information sources. (1997) EFBTaskgroup on Public perceptions of Biotechnology. ISBN 90-76110-01-8

6 Biotechnology for a clean environment. (1994) OECD. ISBN 92-64-14257-6

7 Biotechnology for clean industrial products and processes: Towards industrialsustainability. (1998) OECD. ISBN 92-64-16102-3

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