Exploiter le pouvoir de la couleur du safran pour l'alimentation et les thérapies futures
Le safran est l'épice la plus chère au monde. Habituellement obtenu à partir du stigmate des fleurs de Crocus sativa, il faut 150 000 à 200 000 fleurs pour produire un kilogramme de safran. Les chercheurs de KAUST ont trouvé un moyen d'utiliser une plante de jardin commune pour produire l'ingrédient actif du safran, un composé ayant d'importantes applications thérapeutiques et alimentaires.
Une équipe de KAUST a mis au point une méthode pour produire l'ingrédient actif du safran à partir du fruit d'une plante ornementale populaire en Chine, Gardenia jasminoides, représentée ici à gauche. À droite, le safran, l'épice la plus chère au monde.
2022 KAUST
La couleur du safran provient des crocines : des pigments hydrosolubles dérivés des caroténoïdes par un processus catalysé par des enzymes connues sous le nom de caroténoïdes clivés dioxygénases (CCD). Les crocines sont également présentes, bien qu'en quantités beaucoup plus faibles, dans les fruits de Gardenia jasminoides, une plante ornementale utilisée en médecine traditionnelle chinoise.
Les crocines ont un potentiel thérapeutique élevé, notamment en raison de leur rôle dans la protection des cellules neuronales contre la dégradation, ainsi que de leurs propriétés antidépressives, sédatives et antioxydantes. Ils ont également un rôle important en tant que colorants alimentaires naturels.
La récolte et le traitement des stigmates du safran, cueillis à la main, demandent beaucoup de travail. En outre, le safran n'est cultivé que dans des zones limitées de la Méditerranée et de l'Asie. De nouvelles approches biotechnologiques permettant de produire ces composés en grandes quantités sont donc très demandées.
Les chercheurs de KAUST ont identifié une enzyme dioxygénase de clivage des caroténoïdes très efficace à partir de Gardenia jasminoides qui produit le précurseur de la crocine, la crocétine dialdéhyde. Ils ont maintenant établi un système pour étudier l'activité enzymatique de la DCC dans les plantes et ont développé une approche d'ingénierie multigénique pour la production biotechnologique durable de crocines dans les tissus végétaux.
"L'enzyme que nous avons identifiée et la stratégie d'ingénierie multigénique pourraient être utilisées pour établir une usine cellulaire végétale durable pour la production de crocine dans la culture de tissus de différentes espèces végétales", explique l'auteur principal de l'étude, Xiongie Zheng.
"Notre approche biotechnologique peut également être utilisée sur des cultures, comme le riz, pour développer des aliments fonctionnels riches en crocine."
Selon le chef d'équipe Salim Al-Babili, l'étude ouvre la voie à une production biotechnologique efficace de crocines et d'autres composés de grande valeur dérivés de caroténoïdes (apocaroténoïdes) en tant que produits pharmaceutiques dans les tissus verts ainsi que dans d'autres organes végétaux riches en amidon. Elle met également en évidence la contribution de la diversification fonctionnelle des gènes CCD à l'évolution indépendante des voies alternatives de biosynthèse des apocaroténoïdes dans différentes plantes.
"La plupart de nos connaissances sur l'activité enzymatique et la spécificité du substrat de la CCD proviennent d'expériences réalisées avec des E.coli modifiés pour produire différents caroténoïdes", explique-t-il.
"La caractérisation fonctionnelle dans les plantes, par exemple en utilisant une approche transgénique comme celle que nous avons ici, est importante pour déduire le rôle des CCD dans le métabolisme des caroténoïdes et démêler leur contribution réelle au schéma caroténoïde/apocaroténoïde."
La plateforme technologique pourrait être utilisée pour produire d'autres composés importants dérivés des caroténoïdes, notamment des parfums et des colorants largement utilisés.
"Elle pourrait être utilisée pour produire du safranal et de la picrocrocine, par exemple, qui donnent naissance au goût et à l'arôme caractéristique du safran. Ces composés pourraient être utilisés comme additifs aromatiques et ils ont également un potentiel bioactif qui attend d'être exploré", ajoute M. Zheng.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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