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Quantifier rapidement le tréhalose

Présent chez de nombreux organismes, le tréhalose est aussi synthétisé chimiquement pour être utilisé dans l’industrie agroalimentaire, pharmaceutique et cosmétique en raison de ses nombreuses propriétés. Pour quantifier ce sucre, les industriels et les chercheurs ne disposaient jusqu’à présent que de trois méthodes contraignantes et relativement peu adaptées à des analyses à haut débit d’échantillons de petits volumes. Les centres INRA de Rennes et de Nancy ont mis au point une nouvelle méthode de quantification plus rapide, brevetée en 2006, qui pallie ces inconvénients.

Tréhalose Schéma 3D
Mis à jour le 05/09/2013
Publié le 14/11/2007
Mots-clés :

Le tréhalose est un sucre non réducteur composé de deux glucoses, produit par des bactéries, champignons, nématodes, insectes et plantes. Il joue un rôle fondamental notamment dans la résistance au stress thermique et osmotique des cellules, ainsi que pour la stabilisation de certaines protéines. Du fait de ses multiples potentialités, il est déjà fortement utilisé en agroalimentaire (édulcorant, aliments à forte valeur énergétique pour les sportifs, agent protecteur des levures boulangères, agent anti-rouille...) ainsi qu’en cosmétique et en pharmaceutique en tant que conservateur. En médecine, diverses applications sont aujourd’hui à l’étude (conservation des vaccins et des organes, nouvelles pistes thérapeuthiques…). D’où la nécessité de pouvoir détecter et quantifier facilement cette molécule. Les trois méthodes actuellement disponibles sont contraignantes, coûteuses, inadaptées à des analyses à haut-débit d’échantillons de petits volumes, et pour l’une d’elle, pas suffisamment spécifique.

Utiliser une bactérie

La méthode mise au point par les centres INRA de Rennes et de Nancy, en collaboration avec l’Université flamande de Bruxelles, est basée sur l’utilisation d’une souche bactérienne biosenseur. En présence de tréhalose, un gène de cette bactérie va s’activer et commander un autre gène. Celui-ci synthétise une enzyme capable de transformer un substrat en un produit détectable par colorimétrie ou chimioluminescence. L’intensité du signal, mesurée avec un spectrophotomètre (voire appréciée visuellement) ou un luminomètre, est proportionnelle à la quantité de tréhalose présente dans l’échantillon. La technique colorimétrique est très rapide et simple à mettre œuvre. Elle est parfaitement adaptée pour la détection du tréhalose et pour des dosages dans une gamme étroite de concentration de la molécule. La technique luminométrique est beaucoup plus précise mais plus longue. Elle convient à des gammes plus larges de quantifications.
Contrairement à d’autres, la méthode développée par l’INRA ne détecte que le tréhalose et non les autres sucres éventuellement présents dans l’échantillon tels que le glucose. Elle permet de quantifier un grand nombre d’échantillons simultanément (par plaque de 96 puits). Elle détecte des quantités très faibles de tréhalose (jusqu’à 10-4 M) et analyse des échantillons de très petit volume (jusqu’à 10 µl).

Une méthode pour de multiples usages

Au lieu de synthétiser chimiquement le tréhalose (brevet de la société Hayashibara, Japon), une autre solution serait de multiplier en fermenteur des micro-organismes accumulateurs de tréhalose. La méthode mise au point par l’INRA permet de réaliser des criblages à haut débit de collections de microorganismes et d’identifier les conditions de culture les plus favorables à cette accumulation, y compris pour des microorganismes d’intérêt en agroalimentaire et en agriculture. En effet, les microorganismes accumulateurs de tréhalose résistent mieux lors des étapes de production industrielle des inoculums. Enfin, vu l’utilisation croissante du tréhalose en agroalimentaire, la détection de traces de ce sucre dans l’alimentation humaine peut s’avérer nécessaire dans le futur, pour alerter les consommateurs intolérants à ce sucre. Le seuil de détection de la méthode mise au point ainsi que sa spécificité sont compatibles avec ce type d’objectif.

Contact scientifique :

Pascale Frey - Klett - Pascale.Klett@nancy.inra.fr
Tél : 03 83 39 41 49 - Fax : 03 83 39 40 69

UMR Interactions arbres-microorganismes (IAM) INRA-Univ. Nancy
INRA
54280 CHAMPENOUX

Alain Sarniguet - Alain.Sarniguet@rennes.inra.fr

UMR Biologie des organismes et des populations appliquée à la protection des plantes (BiO3P) - INRA-AgroCampus Rennes
INRA Domaine de la Motte au Vicomte
BP 35327
35653 LE RHEU CEDEX

Référence :

ce communiqué a été rédigé à partir du brevet déposé en Europe par Pascale Frey-Klett et A. Sarniguet intitulé “Genetically engineered Pseudomonas fluorescens strains as biosensor for trehalose detection and quantification in a sample" (dépot le 18 mai 2006 sous le n°06290811.6).

Voir également l'offre de technologie d'Inra transfert intitulée "un nouveau détecteur biologique pour le tréhalose"