Un modèle mécaniste de la synthèse de MCT médiée par NoDGAT2s chez N. oceanica. Crédit :Liu Yang
Selon une étude menée par des chercheurs du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT ), Académie chinoise des sciences (CAS).
Cette étude a été publiée dans Plant Physiology le 30 août.
Appelées triacylglycérols, ces huiles biologiques sont la principale forme de stockage d'énergie dans les cellules et se retrouvent dans toutes les huiles végétales et graisses animales, mais elles ne sont pas égales.
Chaque molécule de triacylglycérol est constituée de trois fractions d'acides gras qui sont ancrées à un échafaudage de glycérol. En fonction de la longueur de chaîne des acides gras, chaque molécule peut être classée comme triacylglycérol à longue chaîne ou triacylglycérol à chaîne moyenne (MCT), qui se distinguent par leur domaine d'application, leur valeur économique et leur potentiel de marché.
"Pendant la digestion, les MCT sont convertis en acides gras à chaîne moyenne, qui contournent le tissu adipeux, ce qui réduit le risque qu'il se transforme en tissu adipeux", a déclaré Xu Jian, professeur au Single-Cell Center de QIBEBT. "Il augmente également la dépense énergétique, l'oxydation des graisses et la satiété et réduit l'apport énergétique et alimentaire chez les personnes maigres et obèses."
Le problème est la disponibilité. L'huile MCT ne peut être fabriquée qu'en transformant des huiles de palmiers et de noix de coco, qui sont toutes deux limitées à la croissance dans les régions tropicales et subtropicales.
"De plus, seulement environ 3% de la masse végétale totale est stockée sous forme d'huile, nous avons donc besoin d'une matière première plus efficace et polyvalente", a déclaré Xin Yi, professeur agrégé au Single-Cell Center, expliquant que la disponibilité limitée de MCT a entravé l'exploration du produit à grande échelle.
La microalgue marine Nannochloropsis oceanica a attiré l'attention de la communauté des chercheurs avec son potentiel de croissance photosynthétique élevé et sa riche teneur en huile, mais on a généralement constaté qu'elle ne contenait que 0,01% à 0,05% de MCT. Malgré cette faible teneur, une analyse génétique a précédemment révélé la preuve d'un mécanisme d'assemblage natif de MCT dans cette microalgue.
Dans cette étude, les chercheurs ont découvert dans la microalgue deux enzymes spécifiques dédiées à l'assemblage des acides gras à chaîne moyenne. Ces deux enzymes très talentueuses, lorsqu'elles sont empilées avec des enzymes supplémentaires qui alimentent en substrats le mécanisme d'assemblage MCT spécialisé, peuvent augmenter la productivité MCT de 64,8 fois lors de la phase de pointe de la production pétrolière.
Une telle spécialisation fonctionnelle de ces protéines dans la détermination de la longueur de chaîne des produits révèle une dimension jusqu'alors inconnue du contrôle des triacylglycérols cellulaires, qui peut être exploitée pour produire des huiles personnalisables dans les microalgues.
Les chercheurs prévoient d'améliorer encore la production de MCT en manipulant génétiquement les molécules pour arrêter la dégradation, contrôler la durée de vie des acides gras et augmenter la teneur totale en triacylglycérols.
« De tels efforts devraient encore améliorer la production cellulaire de MCT et accélérer le rythme de transformation des microalgues industrielles en matières premières efficaces et durables pour les huiles personnalisables », a déclaré Hu Chunxiu, professeur agrégé à l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) du CAS. Des scientifiques programment une "usine à huile" de microalgues pour produire diverses huiles
