Chimie verte: une avancée pour améliorer la production de lipides chez la levure
Publié par Adrien le 31/03/2014 à 00:01
Source: CNRS
Essentiels chez les végétaux, les lipides sont aujourd'hui des molécules clés pour la production d'agrocarburants et de produits issus de la chimie verte. Pour la première fois, une équipe menée par l'Inra Versailles-Grignon, en collaboration avec le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et l'Iterg, a réussi à caractériser une des enzymes intervenant dans la synthèse des triglycérides de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des...) modèle Arabidopsis thaliana, en l'exprimant chez la levure (Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières organiques animales ou végétales. Les levures sont employées pour la fabrication du vin, de la bière, des...) de boulanger (Le boulanger est spécialisé dans la fabrication du pain, de ses dérivés, de la viennoiserie.) (Saccharomyces cerevisiae). Cette enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les réactions chimiques du...) appartient à une famille de protéines qui sont importantes pour la production de molécules d'intérêts biotechnologiques. Ces résultats ont été publiés en ligne le 24 mars 2014 dans la revue PLOS ONE.

Principale forme de stockage de lipides, les triglycérides jouent un rôle majeur dans le développement des végétaux. Leur synthèse met en jeu trois étapes dont la dernière, décisive, fait intervenir une famille d'enzymes: les diacylglycérol acyltransférases (DGAT). Il existe plusieurs formes: DGAT1 qui est associée aux huiles alimentaires, DGAT2 l'est plutôt aux huiles industrielles. Les DGAT2 semblent essentielles pour l'accumulation de lipides d'intérêt utilisés, par exemple, dans la formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits homogènes, stables et possédant des propriétés spécifiques, en mélangeant...) de peintures et de vernis (notamment l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) ricinoléique du ricin).

Pour la première fois, grâce à une stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) d'optimisation de l'utilisation du code génétique (Le code génétique désigne le système de correspondance mis en jeu lors de la transformation de l'information génétique des gènes en protéines, au...), une équipe menée par l'Inra Versailles-Grignon, en collaboration avec le CNRS et l'Iterg, a réussi à exprimer DGAT2 de manière active dans une levure. Les chercheurs ont montré que l'expression du gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide...) DGAT2 d'Arabidopsis thaliana restaure l'accumulation des triglycérides chez une levure incapable de les accumuler. Ils ont également mis en évidence que l'expression de DGAT (1 et 2) chez la levure induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la...) la formation de vésicules lipidiques. Si ces dernières renferment des triglycérides, elles contiennent aussi du squalène, une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière...) aux applications biotechnologiques potentielles (cosmétologie, compléments alimentaires) qui, à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire »...) actuelle, est essentiellement prélevée sur des foies de requins.

Au service des biotechnologies blanches

La stratégie d'expression mise en œuvre par les scientifiques indique que l'expression de DGAT (1 et 2) est contrôlée par un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) subtil du code génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.), légèrement différent entre la plante et la levure. Cette technique se révèle être un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) précieux pour exprimer la DGAT et augmenter ainsi l'accumulation de lipides dans la levure.


Représentation d'une section de la double hélice d'ADN, support de l'information génétique.

Dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de...) économique et écologique actuel de réduction de l'utilisation des produits issus du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie...) ou d'origine animale, l'élaboration de lipides par des microorganismes est en plein essor. Ces enzymes DGAT (1 et 2) pourraient ainsi devenir des cibles d'intérêt majeur pour la modification des voies métaboliques de biosynthèse des huiles (agroalimentaires et industrielle) et pour l'amélioration de leur production.
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