De la microbiologie pour ceux qui ont les crocs

Une alternative à la levure pour nourrir les astronautes

Written by

Manasvi Verma

Imaginez-vous à bord de la Station spatiale internationale. C’est l’heure du dîner et vous êtes affamé. À quoi ressemble votre repas ? Si nous étions en 1961, date à laquelle Youri Gagarine a été la première personne à manger dans l’espace, votre nourriture se présenterait principalement dans des tubes, sous forme de pâte. Pensez à de la pâte de bœuf et de foie pour le dîner et à de la sauce au chocolat pour le dessert. Heureusement, les astronautes d’aujourd’hui sont bien mieux lotis que Yuri. Grâce aux technologies de pointe en matière de traitement et d’emballage des aliments, les astronautes peuvent manger dans l’espace des aliments similaires à ceux que nous consommons sur Terre. Il s’agit de fruits frais, de viande, de produits laitiers, de noix, de café et de thé. Cela ne semble pas si mal, n’est-ce pas ?

En termes de satiété à court terme, le système actuel fonctionne très bien. Mais il n’est ni autosuffisant ni durable. La nourriture doit être livrée réfrigérée ou déshydratée à l’ISS tous les 90 jours. Cela pose un problème pour les missions spatiales à plus long terme, telles que le retour sur la Lune, la visite d’astéroïdes ou le voyage vers Mars. Ces missions à long terme nécessiteront un système autonome indépendant de la cargaison de lancement initiale et du réapprovisionnement à partir de la Terre. Les auteurs d’un article paru récemment dans Nature Communications explorent un nouveau système potentiel qui utilise des microbes issus de la bio-ingénierie pour nourrir les astronautes dans l’espace !

Lorsque les missions spatiales se prolongent, la demande en nourriture augmente. Au lieu de dépendre du transport régulier de nourriture, le système alimentaire idéal produirait des repas nutritifs à la demande, avec un minimum d’intrants et une empreinte physique réduite. Les microbes sont un excellent candidat pour ce système, car ils se développent rapidement avec un minimum d’intrants et peuvent être génétiquement modifiés. De plus, nous consommons des microbes depuis des millénaires dans nos yaourts, notre lait et notre pain. Nous savons donc qu’ils sont sans danger ! Les auteurs proposent comme candidat potentiel notre champignon préféré, Saccharomyces cerevisiae, plus connu sous le nom de levure de boulangerie. Les cellules de levure sont très nutritives, contiennent tous les acides aminés essentiels dont nous avons besoin pour survivre, ont une croissance rapide et sont génétiquement traçables. Cela signifie que nous pouvons modifier la levure pour qu’elle réponde à nos besoins en matière de nourriture spatiale. Par exemple, la levure n’a pas la teneur en graisses nécessaire à une alimentation saine, mais la bio-ingénierie nous permet de modifier ces teneurs (figure 1B).

Cela signifie que nous pouvons adapter la levure pour qu’elle ait le bon profil nutritionnel, afin que les astronautes bénéficient d’un régime équilibré. Mais la consommation d’aliments ne se limite pas à la nutrition. Si l’on nous servait tous les jours la même assiette de bouillie nutritive, nous nous en lasserions et n’aurions plus envie de la manger. La lassitude face aux menus est un véritable problème pour les astronautes et le fait de veiller à la variété des goûts, des textures, des arômes et des couleurs contribuerait à maintenir un régime alimentaire sain. Comment rendre la levure attrayante ?

Les auteurs proposent de développer une collection de souches de levure aux textures, goûts, arômes et couleurs variés. Par exemple, la levure a déjà été modifiée pour produire l’arôme des framboises, de la vanille et de la viande en changeant les produits chimiques que la levure peut produire. En ce qui concerne la texture, la levure a été modifiée pour produire de la cellulose, de l’amidon, du collagène et de la gélatine, qui confèrent tous des profils de texture différents. Une couleur attrayante peut être produite à l’aide de gènes de pigments modifiés. Par exemple, les gènes des caroténoïdes peuvent produire des couleurs jaune-rouge. Il sera important de manipuler plusieurs voies génétiques à la fois pour conférer aux levures le goût, la texture et le profil de couleur idéaux, ce qui peut être réalisé à l’aide de chromosomes synthétiques (figure 1A).

Disons que nous avons maintenant un aliment à base de levure qui sent bon et qui a l’air appétissant. La dernière question est de savoir quelle est sa forme consommable. S’agit-il d’une pâte comme celle que Yuri a reçue ou peut-on la fabriquer pour qu’elle ressemble à de la nourriture terrestre ? Les auteurs proposent en outre d’utiliser les technologies d’impression 3D pour imiter l’apparence des légumes ou des viandes ou pour créer de nouveaux types de produits alimentaires (figure 1D). Si le système alimentaire actuel dans l’espace était repensé de cette manière, il permettrait de mettre en place un système de production alimentaire durable, hautement personnalisable et autosuffisant qui plairait aux astronautes, les maintiendrait en bonne santé et réduirait au minimum les dommages causés à la Terre par l’augmentation de la pression agricole.