L'École des sciences biologiques, Faculté des sciences, l'Université de Hong Kong (HKU), en collaboration avec l'Institut de Biologie Moléculaire des Plantes (CNRS, Strasbourg, La France), a identifié une nouvelle stratégie pour améliorer simultanément la vitamine E bénéfique pour la santé d'environ 6 fois et doubler les teneurs en provitamine A et en lycopène dans les tomates, pour augmenter considérablement les propriétés antioxydantes.

Le groupe de recherche a manipulé la voie des isoprénoïdes de la plante grâce à l'utilisation d'une variante de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-coenzyme A synthase (HMGS). La surexpression de HMGS dans les tomates a augmenté non seulement les phytostérols, squalène, provitamine A et lycopène, mais aussi de la vitamine E (α-tocophérol) à hauteur de 494%.

L'ADN du HMGS utilisé dans ces expériences provient d'une culture vivrière, Brassica juncea (moutarde indienne), qui donne des feuilles comestibles, tiges et graines, ce dernier utilisé dans la production d'huile végétale. Plus tôt, ce groupe de recherche a signalé que le variant S359A de HMGS recombinant (dans lequel le résidu d'acide aminé "sérine" à la position 359 a été remplacé par "alanine") présente une activité enzymatique 10 fois plus élevée. L'introduction de S359A dans la plante modèle Arabidopsis a augmenté la teneur en phytostérols.

Maintenant, le groupe de recherche a introduit le S359A dans les tomates, une plante cultivée. Bien qu'il n'y ait pas eu de différences dans l'apparence et la taille des fruits de tomates transformés, les caroténoïdes totaux, y compris la provitamine A et le lycopène, ont augmenté de façon drastique de 169% et 111%, respectivement, comme observé par une couleur plus profonde des extraits de caroténoïdes dans les tomates S359A par rapport au témoin. Par ailleurs, ces extraits de caroténoïdes présentaient une activité antioxydante de 89,5 à 96,5 % supérieure à celle du témoin. Outre les caroténoïdes, les tomates transformées présentaient des élévations en vitamine E (α-tocophérol, 494%), squalène (210%), et les phytostérols (94%). Ces observations ont été attribuées à l'augmentation de l'expression des gènes dans la voie des isoprénoïdes.

Le professeur Chye Mee-len, qui a dirigé cette recherche, a déclaré :« L'augmentation des composants bénéfiques pour la santé dans les cultures est un domaine de recherche important qui correspond aux aspirations du Dr Wilson et de Mme Amelia Wong sur l'utilisation de la biotechnologie végétale pour un avenir durable. L'accumulation de les composants sains des cultures vivrières apporteraient une valeur ajoutée aux fruits et légumes dans l'alimentation humaine, ainsi que d'enrichir les aliments pour le bétail et l'aquaculture. » Le Dr Wang Mingfu a ajouté :« Des extraits avec des phytostérols enrichis, la vitamine E et les caroténoïdes peuvent être utilisés dans la fabrication de crèmes anti-âge et de lotions solaires. Ces composés présentent une excellente activité anti-inflammatoire et antioxydante."

Cette recherche a été rapportée récemment dans Revue de biotechnologie végétale .