Mise au point d’un blé à très faible teneur en asparagine grâce à l’édition génétique de précision

Mise au point d’un blé à très faible teneur en asparagine grâce à l’édition génétique de précision

Rothamsted Research*

Des scientifiques de Rothamsted Research ont réussi à mettre au point un blé dont la teneur en asparagine a été considérablement réduite, sans nuire au rendement, en utilisant des techniques d’édition génétique, ouvrant ainsi une voie prometteuse vers une production alimentaire plus sûre et une meilleure conformité réglementaire.

Les résultats de deux années d'essais en plein champ démontrent que le blé produit à l'aide de l'édition génomique CRISPR peut réduire de manière significative les concentrations d'asparagine libre – un acide aminé qui se transforme en acrylamide, un composé toxique et probablement cancérigène formé lors des opérations quotidiennes de cuisson au four, de friture et de grillage.

L'étude, menée en collaboration avec des partenaires tels que l'Institut de Technologie de Karlsruhe, l'Institut Leibniz pour la Biologie des Systèmes Alimentaires, l'Université Technique de Munich, l'Université de Reading et Curtis Analytics Limited, a comparé des lignées de blé modifiées par CRISPR à des lignées mutagénisées de manière conventionnelle (TILLING) (blé dont le matériel génétique a été altéré par exposition à un agent chimique afin de créer des mutations aléatoires).

L'édition CRISPR a ciblé le gène de l'asparagine synthétase-2 (TaASN2), responsable de la production d'asparagine. Une lignée éditée comprenait également une inactivation partielle du gène TaASN1 associé. Ces modifications ciblées ont réduit la teneur en asparagine libre dans le grain de 59 %, et jusqu'à 93 % dans la lignée doublement éditée, sans aucune baisse de rendement.

En revanche, le blé développé à l'aide des méthodes TILLING traditionnelles a permis de réduire de 50 % la teneur en asparagine libre, mais a subi une perte de rendement de près de 25 %, probablement due à des mutations involontaires ailleurs dans le génome. Ces résultats soulignent la précision et l'efficacité de l'édition génétique par rapport aux approches conventionnelles.

Le Dr Navneet Kaur avec du pain, des toasts et des biscuits préparés à partir du blé modifié par CRISPR

Le Dr Navneet Kaur, chercheuse principale à Rothamsted Research, a déclaré :

« Ces travaux démontrent la capacité de la technologie CRISPR à apporter des modifications précises et bénéfiques à la génétique des cultures. Avec des cadres réglementaires favorables, nous pouvons dégager des avantages significatifs pour l’agriculture et les systèmes alimentaires. »

Fondamentalement, la réduction de l’asparagine s’est traduite directement par une diminution de la formation d’acrylamide dans les produits alimentaires. Le pain et les biscuits fabriqués à partir du blé modifié présentaient des teneurs en acrylamide considérablement réduites, les concentrations dans certains échantillons de pain tombant en dessous des limites de détection, même après grillage. En revanche, les données disponibles à ce jour suggèrent que la sélection conventionnelle aurait peu de chances d’apporter une amélioration similaire.

Ces résultats arrivent à point nommé alors que la pression réglementaire sur l’acrylamide s’intensifie. La législation européenne actuelle (règlement (UE) 2017/2158) fixe des niveaux de référence pour l’acrylamide dans les denrées alimentaires, et de nouvelles teneurs maximales sont attendues de la Commission Européenne cette année. Ces réglementations auront un impact sur les producteurs alimentaires à travers l’Europe et sur les partenaires commerciaux internationaux, y compris le Royaume-Uni. Cette recherche s’inscrit également dans le cadre des récentes évolutions politiques concernant les cultures génétiquement éditées en Angleterre, sous la forme de la loi de 2023 sur les technologies génétiques (sélection de précision).

Le professeur Nigel Halford, de Rothamsted Research, qui a dirigé l'étude, a déclaré :

« Le blé à faible teneur en acrylamide pourrait permettre aux entreprises agroalimentaires de se conformer aux normes de sécurité en constante évolution sans compromettre la qualité des produits ni engager de coûts de production importants. Il offre également une opportunité significative de réduire l'exposition alimentaire des consommateurs à l'acrylamide. »

Publication

Field Trials and Baking Studies of Ultra-Low Asparagine, Genome Edited (CRISPR/Cas9) and Mutant (TILLING) Wheat (essais en plein champ et études de panification sur du blé à très faible teneur en asparagine, issu de l'édition génomique (CRISPR/Cas9) et de mutations (TILLING))

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* Source : Ultra-Low Asparagine Wheat Developed Using Precision Gene Editing | Rothamsted Research

Comments

[Joudrier]

très bien si cela conduit à une réduction la teneur en asparagine libre. Cpdt, la réaction de Maillard qui se fait entre les sucres libres et les protéines du blé ( gluten formé lors du petrissage) est sans doute la source majeure de production d’acrylamide. Et c’est plutot la glutamine presente en grande quantité dans la structure primaire des protéines et particulièrement des gliadines qui semble un meilleur candidat que l’asparagine. On connait des sequences de 22 glutamine consécutives dans certaines gliadines plus un motif tres souvent répété PQQP pour les gliadines. Bref la glutamine me semble beaucoup plus importante que l’asparagine.