Une équipe de scientifiques chinois a utilisé l’édition de gènes ciblée pour développer du riz qui produit de la coenzyme Q10 (CoQ10), un composé vital pour la santé humaine.
Dirigées par le professeur Chen Xiaoya du CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences / Shanghai Chenshan Research Center et le professeur Gao Caixia de l’Institut de génétique et de biologie du développement de l’Académie chinoise des sciences (CAS), les chercheurs ont utilisé l’édition de gènes ciblés ciblés. Pour modifier seulement cinq acides aminés de l’enzyme de riz CoQ1, créant de nouvelles variétés de riz capables de synthétiser le COQ10.
L’étude est publiée dans Cellule.
Le COQ10 est important pour la santé humaine, en particulier la protection cardiaque. C’est un élément essentiel de la chaîne de transport d’électrons mitochondrial et sert d’antioxydant soluble en matière de graisse. Différentes espèces synthétisent le COQ avec différentes longueurs de chaîne latérale.
Les humains synthétisent le COQ10 avec une chaîne latérale de 10 unités isoprène (C50), tandis que les cultures alimentaires de céréales comme le riz et le blé, et certains légumes et fruits, synthétisent principalement le COQ9, qui contient neuf unités isoprène (C45).
L’invention des cultures productrices de CoQ10 pour augmenter considérablement la teneur en COQ10 dans les aliments à base de plantes offre une approche rentable et respectueuse de l’environnement de la fortification nutritionnelle, offrant un grand avantage potentiel.
Le mécanisme moléculaire sous-jacent à la variation de la longueur de la chaîne latérale du COQ n’était pas clair. Grâce aux diverses collections de plantes du jardin botanique de Shanghai Chenshan du CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, l’équipe de recherche a obtenu 134 échantillons de plantes de 67 familles, notamment des mousses, des clubs-clubs, des fougères, des gymnospermes et des angiospermes.
Les chercheurs ont déterminé les modèles de distribution des types de COQ dans ces espèces et ont révélé que le COQ10 est un trait ancestral des plantes à fleurs, la plupart des plantes synthétisant toujours CoQ10. Cependant, les herbes, les marguerites et les plantes de Cucurbit produisent principalement du COQ9.
Après avoir analysé les trajectoires évolutives et les variations naturelles des enzymes CoQ1 dans plus de 1 000 espèces de plantes terrestres, ainsi qu’en utilisant l’apprentissage automatique, les chercheurs ont finalement identifié cinq sites d’acides aminés qui déterminent la longueur de la chaîne.
Après l’édition ciblée, les plantes de riz dans cette étude ont principalement synthétisé le COQ10, avec jusqu’à 5 μg / g produit par grain de riz. Cela montre que l’édition de gènes est devenue une technologie efficace et sûre pour l’élevage de cultures.
Le développement réussi du riz CoQ10 élargira considérablement les sources alimentaires de CoQ10. Il fournit également un exemple d’utilisation des mégadonnées et de l’IA pour l’élevage de cultures.
Plus d’informations:
Jing-Jing Xu et al, conception de cultures CoQ10 basées sur l’histoire évolutive, Cellule (2025). Doi: 10.1016 / j.cell.2025.01.023