Amélioration de la qualité des matières premières et des produits alimentaires

Dr Marion Kwart et Dr Rainer Höfgen
Physiologie Végétale Moléculaire, Institut Max Planck, Golm, Allemagne

1. Généralités

Parallèlement à l'utilisation du génie génétique dans le domaine de la recherche fondamentale, les plantes transgéniques se prêtent aussi particulièrement bien à l'amélioration la qualité des matières premières et des produits alimentaires. Le potentiel des plantes génétiquement modifiées est extrêmement élevé, malgré la représentation plutôt négative qu'en font les médias. Ce potentiel résulte de la capacité à produire une grande variété de substances, dont l'homme et l'animal sont dépendants. Cette plasticité du métabolisme des plantes permet d'entrevoir un large éventail de modifications et, par conséquent, des applications prometteuses.

2. Matières premières renouvelables à l'exemple des polymères biologiques

Les composants végétaux ou leurs dérivés peuvent être utilisés comme matières premières renouvelables; la matière biologique engendre du matériau:

Végétal
- Amidon (polyglucose)
- Fructosane (polyfructose)
Bactérien
- Bioplastique (polyhydroxybutyrate)

Amidon
L'amidon, la source d'hydrates de carbone la plus répandue chez les plantes supérieures, est constitué de deux composés: l'amylose linéaire et l'amylopectine ramifiée. Les propriétés physiques de ce polyglucane diffèrent en fonction du contenu en amylose et en amylopectine, de la longueur et de la ramification des chaînes et du degré de phosphorylation. Par conséquent, la modification de la biosynthèse de l'amidon permet une multitude d'applications.

Fructanoses
Après l'amidon, les fructanoses représentent les hydrates de carbone de réserve les plus répandus chez les plantes supérieures. Structurellement, ils sont constitués de polymères de fructose, linéaires ou ramifiés.
Ils ne peuvent pas être employés uniquement comme matières premières, mais également comme composants alimentaires, de par leurs propriétés salutaires.

PHB (bioplastique)
Les polyhydroxybutyrates sont des polyesters produits naturellement par un grand nombre de bactéries, qui servent de réserve de carbone à ces microorganismes.
Les gènes bactériens responsables de la synthèse de PHB peuvent être exprimés dans des plantes transgéniques. Le bioplastique qui en résulte peut être utilisé comme matériel d'emballage 100% biodégradable.

3. La qualité des produits alimentaires à l'exemple de leur contenu en acides aminés essentiels.

Pour l'homme et l'animal, la présence de certains acides aminés dans l'alimentation est essentielle. La composition en acides aminés de l'alimentation est également d'une grande importance. Celle-ci ne peut cependant pas toujours être assurée par une nourriture variée (dans le cas du fourrage par exemple).
Au lieu de synthétiser des acides aminés et de les ajouter artificiellement à la nourriture ou au fourrage, des plantes transgéniques avec une composition en acides aminés modifiée apportent une contribution importante à la nutrition. Deux voies sont, en principe, imaginables:

• Augmenter la biosynthèse d'acides aminés particuliers (par exemple la cystéine)
• Produire des protéines riches en méthionine (par exemple l'albumine 2S)