Université de Strasbourg

Amélioration de l’accumulation et de la stabilisation de la provitamine A

Amélioration de l’accumulation et de la stabilisation de la provitamine A grâce à la combinaison d’enzymes optimisées

USIAS Fellows : Peter Beyer et Philippe Hugueney

Directement ou indirectement, la totalité de la vitamine A consommée par l’homme provient de plantes, sous forme de provitamine A (ß-carotène). La carence en vitamine A constitue un problème de santé publique majeur dans certains pays en développement, cette carence pouvant aboutir à la cécité, puis à la mort. Des projets internationaux visent actuellement à augmenter la teneur en provitamine A dans les plantes cultivées, cette approche étant nommée « bio-fortification ». Les plantes cultivées ne peuvent souvent pas être améliorées pour ce caractère par sélection classique en raison d'un manque de variabilité naturelle. Par exemple, la bio-fortification du riz doit être réalisée par modification génétique (Golden Rice), tandis que dans le cas du maïs, la sélection classique peut être utilisée.
Les équipes du Prof. Peter Beyer (Albert-Ludwigs Universität, Freiburg, ALUF) et Philippe Hugueney (INRA - Université de Strasbourg) ont décidé de collaborer, après avoir identifié des formes particulièrement actives de deux enzymes, la deoxyxylulose phosphate synthase (DXS) et la phytoène synthase (PSY), normalement limitantes pour la biosynthèse des isoprénoïdes (dont les caroténoïdes). L’INRA-UdS a récemment caractérisé des allèles naturels de la DXS de la vigne (Vitis vinifera), qui sont responsables de l'accumulation massive d’isoprénoïdes aromatiques dans les raisins et les vins de Muscat et Gewurztraminer. Chacun de ces allèles particulièrement efficaces portent une mutation unique affectant les acides aminés essentiels conservés dans les DXS végétales. De même, ALUF a caractérisé des versions extrêmement efficaces de la phytoène synthase (PSY), issue de maïs et de manioc.
La combinaison de ces deux enzymes favorables devrait permettre de stimuler massivement l'accumulation des caroténoïdes. Cette combinaison sera étudiée dans un système modèle basé sur Arabidopsis thaliana, et l’étude sera étendue à la partie comestible des grains de riz (endosperme). Ces approches in planta seront accompagnées d'études enzymologiques et structurales, afin d'élucider les bases moléculaires de l'efficacité exceptionnelle de ces enzymes.
Les deux équipes propose donc un projet pilote, qui a le potentiel d'ouvrir de nouvelles voies pour enrichir les plantes cultivées en provitamine A, applicables à la fois en sélection classique et par modification génétique .

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