Développement de gènes de référence pour la RT

Dec 26, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12296 (2023) Citer cet article

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Le Jatropha curcas est une plante oléagineuse ayant des applications en bioraffinage. Bien que les tourteaux générés à la suite de l’extraction de l’huile offrent un potentiel en tant que source de protéines pour l’alimentation animale, l’inactivation des esters de phorbol toxiques présents dans le matériau est nécessaire. Pleurotus pulmonarius est un agent détoxifiant pour le tourteau de jatropha avec un potentiel supplémentaire comme aliment pour animaux, champignon comestible et pour la production d'enzymes. Pour la caractérisation des gènes fongiques impliqués dans la dégradation de l'ester de phorbol, ainsi que d'autres applications industrielles, la PCR quantitative par transcription inverse (RT-qPCR) est un outil qui permet une quantification précise de l'expression des gènes. Pour cela, une analyse fiable nécessite des gènes de référence pour la normalisation des niveaux d’ARNm validés dans les conditions utilisées pour les gènes cibles. La stabilité des gènes de référence potentiels β-TUB, ACTIN, GAPDH, PHOS, EF1α, TRPHO, LAC, MNP3, MYP et VP ont été évaluées après la croissance de P. pulmonarius sur un gâteau de jatropha toxique et non toxique et un traitement combiné, respectivement. Les algorithmes NormFinder et geNorm pour l'analyse de la stabilité de l'expression ont identifié PHOS, EF1α et MNP3 comme étant appropriés pour normaliser l'expression des gènes. Des combinaisons de gènes de référence de classement contrasté ont été comparées après normalisation de l'expression relative du gène CHU_2040, codant pour une enzyme estérase potentiellement impliquée dans la dégradation de l'ester de phorbol. Les gènes de référence de P. pulmonarius faciliteront l'élucidation des mécanismes impliqués dans la détoxification des esters de phorbol ainsi que l'analyse des gènes cibles pour une application dans des modèles de bioraffinerie.

La volonté mondiale actuelle de réduire les impacts négatifs de l'industrie sur l'environnement a conduit au développement du concept de bioéconomie, dans lequel les secteurs économiques sont adaptés vers la durabilité en utilisant des ressources biologiques renouvelables pour la production alimentaire, de matériaux et d'énergie. Les agro-industries subissent une transformation concernant les matières premières renouvelables, la production à faible émission de carbone et l’optimisation de l’utilisation des terres au sein de modèles intégrateurs tels que les bioraffineries. Dans ce contexte, Jatropha curcas L., une plante oléagineuse ayant des applications industrielles et agricoles potentielles, est reconnue principalement comme une culture potentielle de biocarburant durable1,2,3. Il existe cependant des difficultés à valoriser le sous-produit du tourteau de jatropha, qui est un résidu lignocellulosique riche en protéines, azote, phosphore, potassium et carbone. L'application de ce résidu dans l'alimentation animale est actuellement limitée en raison de la présence de facteurs antinutritionnels toxiques et thermostables tels que les diterpènes d'ester de phorbol4,5,6.

Les terpènes sont des composés chimiques dérivés du métabolisme secondaire des plantes qui jouent un rôle fondamental dans le développement des plantes, les interactions écologiques et les réponses de défense contre les ravageurs et les agents pathogènes7,8. Ces composés chimiques, bien que largement utilisés dans des processus industriels tels que la production de cosmétiques, de produits pharmaceutiques, de médicaments et d'insecticides7,9,10, comptent également parmi les principaux polluants accumulés dans la production industrielle de pâte à papier et de papier11. Dans ces conditions, la bioprospection des micro-organismes capables de dégrader ces substances et leurs dérivés revêt une importance fondamentale en bioremédiation. La biodétoxification des esters de diterpène phorbol dans le tourteau de jatropha offre un potentiel d'application en aval des résidus comme engrais ou complément alimentaire pour animaux. Des micro-organismes appropriés peuvent non seulement permettre la dégradation des composés toxiques présents, mais potentiellement également augmenter de manière concomitante la valeur nutritionnelle ou générer d'autres sous-produits à valeur ajoutée tels que des enzymes, des composés bioactifs et/ou des champignons comestibles. Les gènes et les voies métaboliques sous-jacentes au mécanisme de biodégradation de l'ester de phorbol dans le gâteau généré après l'extraction de l'huile de J. curcas sont actuellement peu explorés. Cependant, il a été démontré qu’une croissance microbienne spécifique peut conduire à la sécrétion d’enzymes extracellulaires telles que des estérases, des lipases et des protéases, qui jouent un rôle dans la dégradation du diterpène toxique3,12.