Le transport du souffre améliore la production des éléments nutritifs végétaux

La méthionine est un acide aminé essentiel. En tant que tel, il ne peut pas être synthétisé par les cellules animales et doit être obtenu de façon exogène par l'alimentation. Tout comme la cystéine, un autre acide aminé essentiel, la synthèse végétale de la méthionine requiert du soufre, généralement sous la forme de sulfate. Malheureusement pour les cultivateurs, les plantes possèdent des systèmes de régulation de l'absorption des sulfates, qui la réduisent lorsque la concentration en méthionine dans la plante atteint des niveaux suffisants.

En partant de ce constat, une équipe de scientifiques du centre de recherche de Rothamstead (Royaume-Uni) a cherché à accroître la production de méthionine dans les cultures en transformant les systèmes d'expressions et de transports liés au soufre. Sans les contraintes des mécanismes de rétroaction qui ont pour rôle d'optimiser leur métabolisme, les plantes pourraient être utilisées comme des «usines biologiques» avec un potentiel de production beaucoup plus élevé.

La première étape a consisté à cloner deux gènes de transporteurs ayant une très grande affinité pour le soufre, l'un provenant du maïs, l'autre de la pomme de terre. L'expression de ces gènes en fonction du métabolisme du soufre a alors pu être étudiée. Comme prévu, une répression de la transcription de ces gènes a bien été observée lorsque la concentration en soufre était élevée. Pour résoudre ce problème, deux séquences de promoteurs ont été utilisées avec succès pour empêcher l'action de ces mécanismes de contrôle. La fonctionnalité de ces gènes a été confirmé par transcription inverse de la réaction en chaîne par polymérase (RT-PCR, pour reverse transcription polymerase chain reaction).

La transcription des gènes n'est pas le seul moyen d'augmenter la concentration d'une molécule. On peut également créer des puits pour l'élément nutritif afin que la transcription puisse continuer sans être limitée par la concentration de cet élément. Des plantes double transformants contenant le gène de transporteur et le gène codant pour la zéine (une protéine riche en soufre faisant office de puits à soufre), ont donc été conçues. Cette double transformation a permis d'accroître l'absorption du soufre au niveau des racines.

Les plantes constituent la production de base naturelle de toutes les chaînes alimentaires. En utilisant ces nouvelles lignées de plantes, la poursuite de la recherche dans cette direction permettra d'utiliser leurs capacités naturelles pour les transformer en véritables usines biologiques. La transformation génétique des systèmes de contrôle de certaines de nos cultures les plus courantes est une voie prometteuse permettant l'obtention d'aliments riches en éléments nutritifs pour les animaux et pour l'homme.