À première vue, c’est une laitue parfaitement ordinaire. Des feuilles vertes, une croissance normale, des fleurs puis des graines. Pourtant, à l’intérieur de ses cellules, cette plante produit une molécule que l’on s’attendrait plutôt à trouver dans une côte de porc. Des chercheurs de l’Imperial College London et de la start-up britannique Kyomei ont réussi à faire fabriquer à des laitues de la myoglobine porcine, une protéine abondante dans les muscles des vertébrés.
Le résultat, publié le 6 août dans la revue Frontiers in Plant Science, constitue une première : jusqu’ici, la production stable de myoglobine n’avait jamais été démontrée chez des plantes supérieures comme la laitue ou le tabac.
Transformer la plante en usine
La myoglobine joue notamment un rôle dans le stockage de l’oxygène dans les muscles. Mais elle intéresse aussi beaucoup l’industrie alimentaire. Associée à l’hème, une molécule contenant du fer, elle participe à la couleur rouge de la viande et à certaines de ses caractéristiques gustatives. Elle constitue donc un ingrédient particulièrement convoité par les fabricants d’alternatives végétales, qui cherchent à reproduire non seulement la texture, mais aussi l’apparence et le goût de la viande.
Pour la produire sans élever puis abattre d’animaux, l’une des solutions consiste aujourd’hui à utiliser des micro-organismes. Un gène codant la protéine recherchée est introduit dans des levures ou des bactéries, qui la fabriquent ensuite dans de grands fermenteurs. Les chercheurs britanniques explorent une autre voie : laisser les plantes effectuer elles-mêmes une partie du travail grâce à la photosynthèse.
Pour y parvenir, l’équipe a copié le gène codant la myoglobine porcine, puis l’a introduit dans les chloroplastes de plants de tabac et de laitue à l’aide d’une sorte de “canon à gènes”, qui projette de minuscules particules recouvertes d’ADN dans les cellules végétales. Ce choix n’est pas anodin. Les chloroplastes, surtout connus pour être le siège de la photosynthèse, possèdent leur propre petit génome et sont présents en grand nombre dans les cellules des feuilles. Ils peuvent ainsi devenir de redoutables producteurs de protéines.
Des graines qui héritent du gène
L’expérience ne s’est pas arrêtée à quelques cellules cultivées dans une boîte de Petri. Les chercheurs ont obtenu des plants adultes capables de fleurir et de produire des graines. La bonne nouvelle ? Leur descendance conservait à leur tour la modification génétique et continuait à produire la protéine. La transformation s’est donc révélée stable et transmissible.
Mais il ne faut pas s'emballer pour autant : les quantités obtenues restent modestes. La laitue produit environ 810 mg de myoglobine par kilogramme de matière sèche et le tabac environ 800 mg, soit une dizaine de fois moins que dans le muscle animal, où la concentration atteint 8 100 mg/kg de matière sèche dans le filet de bœuf et 11 160 mg/kg dans l'entrecôte. Rapportée au poids frais, la production tombe à 48 mg/kg pour la laitue et 94 mg/kg pour le tabac, et l'écart avec la viande se creuse encore.
En outre, ces rendements restent inférieurs à ceux déjà obtenus en 2020, dans une autre étude, par expression transitoire chez un tabac sauvage (la Nicotiana Benthamiana) : environ 210 mg/kg frais. Mais la technique possède cependant un avantage : lorsqu’ils ont placé le même gène dans le noyau des cellules de tabac, plutôt que dans leurs chloroplastes, les chercheurs ont obtenu au moins trois fois moins de myoglobine. Le chloroplaste confirme ainsi son potentiel comme micro-usine biologique.
Faire pousser l’ingrédient plutôt que l’animal
L’intérêt dépasse cette seule protéine. La recherche s’inscrit dans un domaine en plein développement, le plant molecular farming, ou agriculture moléculaire. Le principe consiste à utiliser une plante non seulement comme aliment ou matière première agricole, mais comme plateforme de production biologique. Médicaments, vaccins, enzymes ou protéines alimentaires peuvent ainsi, en théorie, être “cultivés” dans des feuilles.
Dans le cas de la myoglobine, la plante serait récoltée, puis la protéine extraite et purifiée avant d’être ajoutée à un steak végétal afin d’en modifier la couleur, le goût ou l’apport en fer. Les chercheurs envisagent même, à plus long terme, une laitue enrichie directement en myoglobine et en fer héminique, que l’on pourrait consommer telle quelle. Une perspective qui reste pour l’heure très théorique.
À terme, l’idée est cependant séduisante : remplacer une partie des gigantesques infrastructures nécessaires à l’élevage, ou des fermenteurs utilisés par la fermentation de précision, par des cultures végétales. Les auteurs estiment que les rendements de myoglobine par hectare pourraient un jour rivaliser avec ceux de l’élevage, tout en utilisant moins d’eau et en générant moins de gaz à effet de serre.
Une promesse environnementale encore à démontrer
Attention toutefois au raccourci. Cette étude ne compare pas l’empreinte carbone d’un kilo de myoglobine issu d’une ferme porcine à celle d’un kilo produit dans des laitues. Aucune analyse de cycle de vie complète n’a encore été réalisée pour cette technologie. Et cultiver la plante ne représente qu’une partie du procédé. Il faut ensuite récolter les feuilles, en extraire la protéine, la séparer de milliers d’autres molécules végétales, la purifier, éventuellement la concentrer puis la transporter. Selon les techniques employées, ces étapes peuvent être coûteuses en énergie et en eau…
Le bilan réel dépendra aussi du mode de culture : plein champ, serre chauffée ou installation verticale (type ferme urbaine). Même l’Imperial College présente aujourd’hui cette technologie comme une preuve de concept dont il faudra encore démontrer “les bénéfices économiques et environnementaux” une fois passée à grande échelle.
Un autre problème se cache au cœur même de la protéine. Pour remplir pleinement son rôle, la myoglobine doit fixer de l’hème. Or celle extraite du tabac n’en contenait correctement que dans environ 35 % des cas, contre 80 % pour de la myoglobine produite dans la bactérie E. coli. Les chercheurs soupçonnent donc que la capacité de la plante à fournir suffisamment d’hème puisse devenir l’un des principaux goulets d’étranglement de cette technologie.
Une laitue OGM dans l’assiette ?
Reste enfin une question difficile à contourner : cette laitue est un organisme génétiquement modifié. Il ne s’agit pas ici de modifier ou d’éteindre l’un de ses propres gènes, mais bien d’introduire dans son génome chloroplastique une séquence génétique provenant du porc.
En Europe, elle resterait donc soumise à la réglementation applicable aux OGM. Le règlement (UE) 2026/1388 de juin 2026 (applicable en juillet 2028) ne concerne que la mutagenèse ciblée et la cisgenèse. La transgenèse, c'est-à-dire l'introduction de matériel génétique provenant d'une espèce non croisable avec la plante, reste dans le cadre classique des OGM. Une commercialisation alimentaire nécessiterait une évaluation des risques et une autorisation européenne ; une culture dans l'Union exigerait une autorisation spécifique. Un point joue toutefois en faveur de la technique : le transgène étant logé dans le chloroplaste, dont l'hérédité est maternelle, il n'est pas transmis par le pollen. La dispersion vers des cultures voisines, principale objection adressée aux OGM de plein champ, s'en trouve donc limitée.
Il faudra donc du temps avant de voir des champs de laitues transformés en usines à protéines animales. Mais l’expérience dessine déjà une frontière de plus en plus floue entre les catégories alimentaires traditionnelles. Après les steaks végétaux qui imitent la viande, la viande cultivée à partir de cellules animales et les protéines fabriquées par des levures, une quatrième voie se précise : faire pousser des végétaux pour leur demander de fabriquer, eux-mêmes, certaines des molécules de l’animal.
