Des scientifiques israéliens de l’Université hébraïque de Jérusalem ont réussi à modifier génétiquement la plante de carthame pour lui faire produire de la bêta-caséine, une protéine du lait responsable des propriétés de fonte du fromage, dans ce qu’ils considèrent comme une avancée majeure susceptible de révolutionner le monde des alternatives au lait de vache.
L’équipe de recherche était dirigée par le professeur Oded Shoseyov, de la Faculté d’agriculture, d’alimentation et d’environnement de l’université, et les résultats ont été publiés par Frontiers, un éditeur scientifique en libre accès, dans la revue Frontiers in Plant Science.
« Le lait n’est pas produit de façon durable », a déclaré le professeur Shoseyov. « Environ 15 % des gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique proviennent du méthane émis par le bétail. Aujourd’hui, grâce à la modification génétique, on peut prélever les gènes codant pour les protéines du lait et les transférer vers un autre organisme, plus efficace, ce qui permet d’économiser considérablement en ressources et en émissions. »
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Une découverte inattendue au cœur de la cellule végétale
Cette nouvelle technologie pourrait permettre aux fabricants de cultiver suffisamment de plantes pour les « traire » à l’échelle industrielle, avec un potentiel de dépasser la concurrence internationale sur ce segment. Elle permettrait également de se passer des vaches pour obtenir ces protéines, réduisant ainsi les gaz contribuant au réchauffement climatique.
Les chercheurs avaient d’abord modifié génétiquement une plante modèle appelée Arabidopsis thaliana, avant de se tourner vers le carthame, dont les avantages résident dans sa tolérance à la sécheresse et sa capacité à produire de l’huile. Cette étape a permis de faire passer la technologie du stade expérimental à une plante à véritable potentiel commercial et agricole, le carthame étant particulièrement adapté aux climats chauds et arides.
En modifiant génétiquement les graines de carthame, les chercheurs ont fait une découverte inattendue. Ils s’attendaient à ce que la bêta-caséine se retrouve dans un compartiment de stockage précis de la plante. Au lieu de cela, la caséine a formé des structures semblables à l’organisation naturelle de la caséine dans le lait — des amas ressemblant aux micelles de caséine que l’on trouve naturellement, regroupés à proximité de minuscules corps huileux. Autrement dit, la plante ne se contentait pas de produire et de stocker la protéine du lait : elle l’organisait aussi selon la même structure que dans le lait lui-même. « L’un des aspects les plus passionnants de la science, c’est quand la nature vous surprend », a résumé le professeur Shoseyov. « Nous voulions envoyer la protéine vers un endroit précis de la cellule, et nous avons découvert que la plante avait en réalité créé sa propre solution de stockage. »
Les chercheurs ont ensuite constaté que la quantité de bêta-caséine qu’ils pouvaient extraire représentait 1,26 % de la quantité totale de protéines solubles. Si ce chiffre peut sembler modeste, il dépasse largement les résultats obtenus lors des tentatives précédentes. Les graines peuvent être « traites » en les pressant, puis en séparant l’extrait, à l’aide d’une centrifugeuse, en une crème riche en protéines et en éléments solides.
Vers une production industrielle, en partenariat avec la Nouvelle-Zélande
Ce que les chercheurs ont démontré, c’est qu’il est possible de modifier génétiquement le carthame pour qu’il produise de la bêta-caséine, une protéine essentielle du lait, en quantité bien supérieure à ce qui avait été obtenu jusqu’ici — et de pouvoir extraire et séparer facilement et à moindre coût les composants recherchés. Les travaux ont été menés en collaboration avec l’entreprise néo-zélandaise Miruku, spécialisée dans l’agriculture moléculaire, aux côtés des chercheurs Almog Ozeri, Mai Shamir, Miron Abramson, Barak Cohen et Amir Rudich. L’industrie laitière mondiale, évaluée à plus de 1 000 milliards de dollars, continue de croître, tandis que les préoccupations liées aux émissions de gaz à effet de serre, à l’utilisation des terres et à la consommation d’eau associées à l’élevage ne cessent de s’intensifier. Les chercheurs préparent désormais des essais en champ, ainsi que les démarches réglementaires et les tests industriels nécessaires à un passage à l’échelle commerciale.
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