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Les métabolites, des produits naturels des plantes

Les plantes produisent de minuscules molécules en petites quantités qui ont une grande valeur pour l'industrie pharmaceutique. Les nouvelles techniques d'ingénierie métabolique ouvrent la voie à une bioproduction durable à base végétale de grande échelle.

Changement climatique et Environnement

Bien que la quantité de composés produits par les plantes soit parfaite pour elles, celle-ci n'est pas suffisante pour être utile aux sociétés pharmaceutiques. Ces molécules sont très complexes et souvent similaires à d'autres molécules moins utiles produites par les plantes, ce qui fait qu'il est difficile et coûteux de les isoler pour les extraire. Le projet SMARTCELL («Rational design of plant systems for sustainable generation of value-added industrial products»)a développé de nouvelles technologies habilitantes pour l'exploitation industrielle de métabolites végétaux secondaires. Les scientifiques ont appliqué des techniques innovantes pour extraire les gènes et produits de la voie biosynthétique de l'alcaloïde indolique et terpénoïde afin d'obtenir des métabolites secondaires présentant des propriétés pharmaceutiques. En observant d'abord la pervenche, une plante médicinale qui produit de petites quantités des composés en question, les chercheurs ont pu trouver des liens fonctionnels parmi les gènes, enzymes et molécules. Utilisant des transformations multigéniques développées par des partenaires, ils ont ensuite introduit les gènes pertinents dans les cellules de la plante pour tester l'activité. À l'aide de techniques analytiques avancées et innovantes, l'équipe a confirmé les fonctions génétiques et la production des composés visés. Les gènes se sont exprimés dans des organismes tels que des bactéries, le tabac à croissance rapide, ainsi que des cultures à racines aériennes et suspensions cellulaires qui peuvent pousser de manière continue. De nouveaux outils de bioinformatique ont été conçus pour mesurer et caractériser les différences spectrales entre des groupes de tabac et de pervenche avec des génotypes et des conditions de croissance différents. Les cultures à racines aériennes et en suspension cellulaire ont donné les rendements les plus élevés de géraniol, un métabolite secondaire visé, selon un rythme de production d'un gramme environ en 41 jours. Les techniques avancées et les méthodes de production économiquement rentables ouvrent la voie à une production illimitée de substances chimiques à partir d'une multitude infinie de types de plantes. SMARTCELL a ainsi jeté les bases du développement d'une production durable et rentable à l'échelle industrielle de molécules à base de plantes ayant un intérêt pharmaceutique; ceci en utilisant les biosystèmes végétaux tout en respectant les normes réglementaires les plus exigeantes.

Mots‑clés

Plantes, cellules végétales, ingénierie métabolique, métabolites secondaires, pharmaceutique, transformation multigénique, bioinformatique

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