Un champignon modifié par édition génétique rend la mycoprotéine FCPD plus efficace

Un champignon dont le génome a été édité a permis d’obtenir une protéine à la texture proche de la viande, qui se développe plus vite et consomme beaucoup moins de sucre que la souche utilisée actuellement.

Ces progrès rapprochent l’un des plus anciens substituts à la viande d’une capacité à rivaliser avec l’élevage en matière d’efficacité et de montée en échelle.

Fermenter une protéine de champignon

Dans des fermenteurs en acier inoxydable, le champignon forme des filaments compacts ; en quelques jours, ils peuvent être récoltés pour devenir une protéine comestible.

En s’appuyant sur ce procédé, le Dr Xiao Liu, à l’Université Jiangnan de Wuxi, a montré qu’une souche repensée pouvait transformer le sucre en protéine avec un rendement nettement supérieur.

Lors d’essais, la nouvelle souche, baptisée FCPD, a généré des protéines à une vitesse presque doublée tout en nécessitant bien moins de sucre que sa souche parente.

De tels résultats font sortir l’ingrédient du statut de substitut de niche et soulèvent une question plus large : jusqu’où des protéines microbiennes peuvent-elles concurrencer l’agriculture conventionnelle ?

La mycoprotéine dans l’assiette

Sur les listes d’ingrédients, la mycoprotéine – une protéine issue de champignons cultivés en cuves de fermentation – indique que la source protéique provient de microbes.

La mâche et la saveur rappelant la viande viennent directement du champignon, car ses longues fibres se soudent entre elles pendant la cuisson.

À la différence d’un champignon « à chapeau », Fusarium venenatum est un champignon filamenteux élevé pour l’alimentation et dont la vie se déroule en cuves.

Pendant longtemps, des parois cellulaires épaisses ont rendu la protéine plus difficile à digérer ; l’amélioration nutritionnelle passait donc par une modification du champignon lui-même.

Champignon édité par gènes sans ADN supplémentaire

Plutôt que d’ajouter un nouveau gène, l’équipe a retiré deux gènes déjà présents afin de modifier le comportement du champignon.

Pour réaliser ces suppressions avec précision, les chercheurs ont utilisé CRISPR, un outil capable de couper l’ADN à des emplacements choisis.

Aucun ADN étranger n’est resté dans l’organisme final, un point qui peut compter lorsque les autorités et les consommateurs évaluent ce qui relève – ou non – de la modification génétique.

Ces deux coupures ciblées ont été pensées pour obtenir deux bénéfices distincts : l’un centré sur la digestibilité, l’autre sur l’efficacité de production.

Affiner la paroi cellulaire

Des parois fongiques très denses peuvent emprisonner des nutriments, ce qui laisse une partie de la protéine inaccessible lors de la digestion et de la transformation alimentaire.

La chitine, une fibre rigide participant à la construction des parois des champignons, constituait une cible évidente.

En inactivant un gène impliqué dans la fabrication de la chitine, les chercheurs ont aminci la paroi, permettant aux enzymes et aux acides gastriques d’atteindre une plus grande part de la protéine.

Un amincissement excessif risquerait toutefois d’affaiblir la croissance : la conception devait donc concilier une digestion facilitée avec un champignon capable de prospérer.

Faire mieux avec le sucre

En fermentation, les microbes peuvent détourner une partie du sucre vers des sous-produits, au lieu de fabriquer la biomasse comestible recherchée.

En orientant la chimie interne vers la croissance, le champignon édité a pu convertir une fraction plus importante de chaque « cuillerée » de sucre du milieu de culture en protéine.

La suppression d’un gène qui dévie le carbone vers des gaz « déchets » a maintenu davantage de matière dans la cellule, disponible pour la synthèse protéique.

Une demande plus faible en sucre signifie aussi moins de convois de matières premières : c’est l’une des raisons pour lesquelles les indicateurs d’empreinte se sont améliorés.

Vérifier l’empreinte complète

Les chiffres de croissance accélérée ne prennent tout leur sens que s’ils se confirment sur l’ensemble d’une chaîne d’approvisionnement, et pas uniquement dans un flacon de laboratoire.

Pour l’évaluer, les auteurs ont réalisé une analyse du cycle de vie, qui comptabilise les impacts depuis les intrants jusqu’à la sortie d’usine.

Dans six scénarios nationaux, FCPD a réduit les émissions contribuant au réchauffement climatique de entre 4 et 61.3 pour cent par rapport à la souche d’origine.

L’origine de l’électricité et la production de sucre ont continué de peser lourd dans le bilan, si bien que des réseaux électriques plus propres apportaient la plus grande amélioration.

Économies de terres et d’eau

Face au poulet, la mycoprotéine obtenue à partir de la souche éditée a mobilisé 70 pour cent de terres en moins dans un scénario basé sur la Chine.

Cette baisse s’explique par l’absence de pâturages et de cultures fourragères : le procédé repose à la place sur des cuves et du sucre.

Dans la même étude, le risque de pollution des eaux douces a reculé de 78 pour cent, principalement grâce à l’évitement des écoulements liés au fumier et aux engrais.

Ces gains restent tributaires de ce qui entre dans le fermenteur ; s’approvisionner en sucre et en électricité de manière responsable demeure donc essentiel.

La qualité protéique du champignon progresse

Au-delà de la quantité totale, le champignon édité a fourni des profils d’acides aminés plus proches des besoins humains. Son indice d’acides aminés essentiels, un score qui mesure l’adéquation d’une protéine aux besoins, a augmenté de 32.9 pour cent.

Les ajustements réduisant les pertes de carbone ont également libéré davantage de briques de construction pour produire des acides aminés, ce qui a amélioré la qualité sans ajouter de nouveaux ingrédients.

Des tests de digestion et d’allergénicité chez l’humain doivent encore confirmer l’intérêt dans des régimes réels, car des changements de fermentation peuvent modifier les protéines.

Protéines fongiques : du pilote à l’assiette

Les industriels de l’alimentation entendent de plus en plus une attente : des protéines au goût agréable, capables de se déployer à grande échelle sans coûts environnementaux massifs.

L’auteur de l’étude a expliqué que la demande augmente pour des sources de protéines à la fois nutritives et durables sur le plan environnemental, alors que les travaux antérieurs sur la mycoprotéine abordaient rarement l’impact environnemental de l’ensemble du procédé de production.

Avant que ce champignon édité n’arrive dans la plupart des assiettes, autorités et entreprises devront encore mener des vérifications de sécurité, disposer de grands fermenteurs et fournir un étiquetage clair.

En éditant un champignon alimentaire déjà connu, l’équipe a amélioré en une démarche coordonnée la digestibilité, la qualité protéique et l’efficacité de production.

Des évaluations indépendantes et un travail réglementaire rigoureux détermineront si FCPD devient un ingrédient courant ou reste un prototype prometteur.