La structure du mannane des grains de blé n’est plus un mystère
Le projet MANAN, financé par l’UE dans le cadre du programme de bourses individuelles Marie Skłodowska-Curie, a mis en place une plateforme de connaissances pour préparer les recherches futures sur le mannane. Ses utilisations possibles comprennent des produits pour les domaines en plein essor de l’industrie alimentaire, des sciences agricoles et de la biomédecine. Remettre en cause les modèles de structure précédents Comme le souligne le Dr Luc Saulnier, coordinateur du projet MANAN, de l’Institut national de la recherche agronomique (INRA): «Nous avions trois objectifs: dévoiler la structure du mannane, sa biosynthèse et son rôle dans le développement des graines.» L’équipe MANAN a isolé et caractérisé la structure du mannane des grains de blé, remettant en cause les modèles antérieurs présents dans la littérature actuelle. Ce n’est pas une première uniquement pour l’équipe, la structure exacte s’avère importante pour toutes les recherches connexes, notamment pour les futures applications en biochimie et en génétique. Les chercheurs ont également montré que le mannane est présent dans l’endosperme, chargé de nourrir l’embryon en développement et se manifeste aux étapes initiales du développement des graines. Les gènes à l’origine de la molécule Étant donné le caractère omniprésent du mannane dans le monde végétal, l’équipe MANAN a étendu ses travaux à d’autres plantes à la recherche des gènes impliqués dans sa biosynthèse. La famille de gènes CSL (cellulose synthase-like), y compris le sous-groupe CSLA, se trouve dans les plantes actuelles et dans leurs ancêtres, comme les algues primitives. Les chercheurs du projet ont étudié le rôle des gènes CSLA dans la synthèse du mannane en utilisant plusieurs sources: des mutants du blé en collaboration avec le centre de recherche Rothamsted au Royaume-Uni, de la levure (Pichia) avec l’Université Heinrich Heine en Allemagne et de l’Arabidopsis avec l’Université de Berkeley aux États-Unis. «Chez la levure, nous sommes parvenus à produire du mannane semblable à celui du blé, prouvant que le gène candidat CSLA porte le code de l’enzyme responsable de la synthèse de l’ossature du mannane», explique le Dr Saulnier. Des travaux sont toujours en cours chez l’Arabidopsis et l’équipe finit maintenant la caractérisation des mutants d’Arabidopsis, l’étape suivante avant la publication des résultats. Un avenir flexible pour le mannane Le mannane peut produire du galactomannane ou du glucomannane, utilisés comme agents épaississants dans divers domaines, y compris l’industrie alimentaire et l’industrie minière. Cependant, les mannanes du blé ont manifestement des structures et des fonctions totalement différentes. L’importance du mannane chez les plantes est soulignée par des études montrant que des Arabidopsis qui n’ont pas de mannane ou de glucomannane dans leurs graines sont à peine viables ou stériles. «Lorsque son rôle sera complètement compris, le mannane sera probablement susceptible d’influencer la forme ou la taille des graines et, par conséquent, le rendement des céréales», explique le Dr Saulnier. Les défis et les leçons pour les recherches à venir Grâce aux résultats du projet et aux récentes données de la littérature, le mannane est perçu comme une structure fondamentale, essentielle au développement initial des cellules et au développement global de la plante. «Nos principaux problèmes ont porté sur l’approche des mutants de blé, qui ne s’est pas déroulée comme prévu en raison de la complexité du génome du blé. Par conséquent, nous avons utilisé d’autres systèmes (Arabidopsis et levure) pour prouver le rôle des gènes candidats CSLA», explique le Dr Saulnier. «Malheureusement, l’utilisation de ces systèmes ne nous permet pas de déchiffrer l’impact technologique et physiologique du mannane sur les grains de blé», fait-il remarquer. Cette recherche est susceptible d’intéresser divers secteurs industriels (les industries de la sélection des plantes, de la mouture et des biocarburants actives en Europe) et représente une bonne opportunité d’améliorer la compétitivité de l’agriculture européenne. «En tant que telles, les prochaines recherches sur cette voie promettent de générer des données utiles», conclut le Dr Saulnier.
Mots‑clés
MANAN, mannane, blé, gène, grain, CSLA, biosynthèse, embryon
