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Nouvelle stratégie pour l’amélioration de la production de terpènes par voie biotechnologique

Retenu comme fait marquant 2014

Vigne Colmar. © Inra, Vincent Dumas
Publié le 04/12/2015

Résumé :

Les arômes floraux des vins de Muscat et Gewurztraminer proviennent de leur richesse exceptionnelle en terpènes, qui sont dus à des allèles particuliers du gène DXS. En s’inspirant de ces allèles naturels, l’optimisation du gène DXS permet d’améliorer la production de terpènes par voie biotechnologique. Cette technologie est maintenant exploitée par la société DEINOVE pour la production de composés d’intérêt pharmacologique ou industriel à haute valeur ajoutée.

Contexte et enjeux :

Les terpènes ou isoprénoïdes sont une vaste famille de composés naturels dont certains possèdent des propriétés technologiques (colorants alimentaires, vitamines, arômes,..) ou pharmacologiques (taxol, artémisinine, par exemple) extrêmement intéressantes. L’optimisation de la production de terpènes à haute valeur ajoutée par voie  biotechnologique représente donc un enjeu très important.

Résultats :

Les arômes floraux des vins de Muscat et Gewurztraminer sont dus à leur richesse particulière en terpènes (50 à 100 fois la teneur normale). Nous avons montré que cette richesse exceptionnelle est due à des allèles particuliers du gène qui code pour la 1-deoxyxylulose-5-phosphate synthase (DXS), la première enzyme de la voie de synthèse des terpènes plastidiaux. Des mutations naturelles de la DXS chez le Muscat et la Gewurztraminer produisent une «super-DXS» responsable de la synthèse massive de terpènes caractéristiques de ces cépages. Nous avons également montré que l’introduction de ces mutations dans d’autres DXS bactériennes ou végétales permet de leur conférer des caractéristiques de «super-DXS», ce qui constitue une stratégie innovante d’amélioration de la production des terpènes dans différents systèmes procaryotes ou eucaryotes.

Perspectives :

L’utilisation d’allèles «super-DXS» pour optimiser la biosynthèse des terpènes dans des systèmes bactériens ou végétaux offre des perspectives très prometteuses pour la production de terpènes d’intérêt pharmacologiques ou industriel. Cette technologie a donc fait l’objet d’une demande  brevet international Génoplante-Valor n° WO2012/052171.

Valorisation :

En juin 2014, la société DEINOVE, qui conçoit et développe une nouvelle génération de procédés industriels fondée sur les bactéries Déinocoques, a signé avec la société Génoplante Valor via INRA Transfert, un contrat de licence sur le brevet WO2012/052171 pour l’amélioration de la biosynthèse des isoprénoïdes via l’utilisation d’enzymes DXS optimisées. Dans un communiqué récent, la société DEINOVE fait état d’un « démarrage prometteur résultant notamment de travaux menés à l’INRA et brevetés par GENOPLANTE-VALOR » (Communiqué du 16 juin 2014,http://www.deinove.com/fr/actualites/tous-les-communiques).

Références bibliographiques :

1. Hugueney P, Duchêne E, Merdinoglu D, (2010) International patent application WO201252171 A1, Génoplante-Valor : « 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase alleles responsible for enhanced terpene biosynthesis » www.google.com/patents/EP2444416A1?cl=en

2. Lettre d’information du GIS « Biotechnologie verte » n°9 (Décembre 2013) « Biotechnologie verte » n°9

3. Communiqué de presse Deinove :

http://www.deinove.com/sites/default/files/pdf_news/17122013_deinove_cp_inra.pdf

http://www.deinove.com/fr/actualites/tous-les-communiques/deinochem-demarrage-prometteur-resultant-notamment-travaux-menes-linra-et-brevetes-par-genoplante-valo