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Des chercheurs ont modifié génétiquement une levure probiotique pour qu’elle produise du bêta-carotène dans l’intestin de souris de laboratoire. Cette avancée démontre l’utilité du travail effectué par les chercheurs pour détailler comment une série d’outils de génie génétique peut être utilisée pour modifier la levure.

Fabriquer des nutriments 

« Il y a des avantages évidents à pouvoir modifier les probiotiques pour qu’ils produisent les molécules souhaitées là où elles sont nécessaires », explique Nathan Crook, auteur correspondant de cette étude. « Vous ne vous contentez pas de délivrer des médicaments ou des nutriments ; vous les fabriquez sur place. »
Cette étude s’est concentrée sur une levure probiotique appelée Saccharomyces boulardii. Elle est considérée comme probiotique parce qu’elle peut survivre et se développer dans l’intestin, alors que la plupart des autres espèces de levure ne peuvent pas tolérer la chaleur ou sont décomposées par l’acide gastrique. Elle peut également inhiber certaines infections intestinales.
Des recherches antérieures avaient montré qu’il était possible de modifier S. boulardii pour qu’elle produise une protéine spécifique dans l’intestin de la souris. Il existe également de nombreux outils bien établis pour le génie génétique de la levure de boulangerie, S. cerevisiae, qui est utilisée dans une grande variété d’applications de bioproduction. Crook et ses collaborateurs ont voulu mieux comprendre quels outils de génie génétique fonctionneraient dans S. boulardii.
Plus précisément, les chercheurs ont examiné deux outils largement utilisés pour l’édition des gènes avec le système CRISPR et des dizaines d’outils développés spécifiquement pour modifier S. cerevisiae.
« Nous avons été un peu surpris d’apprendre que la plupart des outils de S. cerevisiae fonctionnaient très bien chez S. boulardii », explique M. Crook. « Honnêtement, nous étions soulagés car, bien qu’elles soient génétiquement similaires, les différences entre les deux espèces sont ce qui rend S. boulardii si intéressant, d’un point de vue thérapeutique. »

Ils ont modifié S. boulardii pour produire du bêta-carotène

Une fois qu’ils ont établi la viabilité de la boîte à outils, les chercheurs ont choisi de démontrer sa fonctionnalité en modifiant S. boulardii pour produire du bêta-carotène. Leur raisonnement était à la fois prosaïque et ambitieux.
« D’une part, le bêta-carotène est de couleur orange. Nous pouvions donc savoir si nous avions réussi en observant simplement les colonies de levure sur une boîte de Pétri : elles changeaient littéralement de couleur », explique M. Crook. « À un niveau plus ambitieux, nous savions que le bêta-carotène est un caroténoïde majeur de la provitamine A, ce qui signifie qu’il peut être converti en vitamine A par l’organisme – et nous savions que la carence en vitamine A est un problème de santé publique majeur dans de nombreuses régions du monde. Alors pourquoi ne pas essayer de développer quelque chose qui a le potentiel d’être utile ? »
Les chercheurs ont testé la S. boulardii modifiée dans un modèle de souris et ont constaté que les cellules de cette levure réussissaient à créer du bêta-carotène dans l’intestin des souris.

Une preuve de concept

« Il s’agit d’une preuve de concept, donc il y a beaucoup de questions en suspens », dit Crook. « Quelle quantité de bêta-carotène est absorbée par les souris ? S’agit-il de quantités de bêta-carotène biologiquement pertinentes ? Est-ce que cela fonctionnerait chez l’homme ? Autant de questions auxquelles nous devrons répondre dans de futurs travaux. Mais nous sommes impatients de voir ce qui se passe. Et nous sommes ravis que ces outils soient maintenant accessibles au public pour être utilisés par d’autres chercheurs. »
Cette recherche a été publiée dans ACS Synthetic Biology.
Source : North Carolina State University
Crédit photo : Pexels

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