Novartis : Sur les traces du goût amer

C'est bien connu, des goûts et des couleurs on ne discute pas : alors que les uns boivent leur café avec délectation sans lait et sans sucre, les autres font spontanément la grimace à la simple pensée de son goût amer. Quelles sont nos saveurs préférées ? Cette question va bien au-delà de nos souvenirs d'enfance et de nos habitudes, et conduit tout droit au domaine passionnant de la recherche génétique.

Dans le cadre de la première école d'été du laboratoire scolaire Novartis, cinq jeunes de la région ont enquêté sur l'origine du phénomène de la perception individuelle de l'amertume. Au cours de trois après-midis successifs durant les vacances d'été, le groupe s'est retrouvé pendant deux heures pour apprendre, chercher et expérimenter ensemble. Le nouveau cours compact estival est l'une des nombreuses offres actuellement proposées par l'école d'été du laboratoire pour les élèves de 13 ans et plus qui s'intéressent aux sciences naturelles.

Nicole Okon, de Fribourg-en-Brisgau, était également de la partie. Cette jeune fille de 18 ans vient d'obtenir son baccalauréat et se demande maintenant comment intégrer son intérêt pour la biochimie à ses projets d'avenir. Pour elle, la nouvelle proposition de l'école d'été du laboratoire tombait à pic. « J'avais cherché, sur Internet, d'éventuels stages dans des laboratoires pour me faire une idée plus claire, et finalement, je suis tombée par hasard sur l'édition 2017 de la Summer School », explique Nicole Okon. Fascinée par le thème annoncé, la jeune bachelière s'est spontanément inscrite.

Quelques jours plus tard, Nicole Okon se retrouve, avec des jeunes de son âge venus de Bâle-Ville, de Bâle-Campagne et de France, à l'école d'été du laboratoire, et découvre les secrets du goût amer. Avec les deux formatrices, Gesche Standke et Christiane Röckl Michel, les jeunes ont à leurs côtés une équipe bien rodée qui ne laisse aucune question sans réponse. « Pour le goût »amer« particulièrement complexe, nous disposons sur la langue de quelque 25 récepteurs gustatifs de la famille des TAS2R », explique Christiane Röckl Michel. « Ils nous permettent de percevoir une foule de principes amers distincts présents dans la nourriture, » ajoute sa collègue Gesche Standke. De surcroît, les élèves apprennent que la sensibilité des récepteurs de certains principes amers peut fortement varier d'un individu à l'autre. Un exemple classique de la recherche est la perception de la substance amère Phénylthiocarbamide (PTC). Pour ces substances, il existe ce que l'on appelle des non-goûteurs, des goûteurs normaux et des super-goûteurs - selon que la personne concernée dispose ou non de la variante de gène intacte du récepteur amer qui y répond. La capacité à goûter le PTC est une caractéristique qui obéit aux principes des lois sur l'hérédité classiques, c'est-à-dire à une hérédité dominante-récessive. C'est précisément là qu'interviennent les expériences de cette édition de la Summer School. Les élèves sont invités à déterminer leur variante de gène personnelle, c'est-à-dire le génotype, pour ce récepteur de l'amertume.

Premier jour du cours. Vêtus de t-shirts blancs et de lunettes de protection, les cinq jeunes sont répartis entre les tables du laboratoire. La mission du jour : isoler son propre ADN à partir des cellules de la muqueuse buccale. Pour ce faire, tout le monde se rince la bouche avec une solution saline qui détache en douceur des cellules des parties intérieures des joues. Ensuite, les cellules sont désintégrées et l'ADN est libéré de leurs noyaux. Les élèves pipettent, mesurent et centrifugent. « Je trouve super qu'ici, nous puissions réaliser chaque étape en toute autonomie », se réjouit Nicole Okon. La préparation d'ADN est maintenant prête pour la réaction de polymérase en chaîne. Il s'agit d'une méthode de multiplication de l'ADN. Dans le cas présent, il suffit de reproduire un court fragment à l'intérieur du gène qui nous intéresse. Cette étape est nécessaire afin de disposer de suffisamment de matériel génétique pour les examens ultérieurs.

Au programme du deuxième jour du cours : le découpage des échantillons d'ADN à l'aide d'une enzyme de restriction. Gesche Standke explique : « Ces enzymes spéciales sont un peu les ciseaux de la biotechnologie, étant donné qu'elles sont en mesure de découper l'ADN de façon spécifique. L'enzyme que nous utilisons ne découpe que lorsque la variante d'origine est présente à l'intérieur du fragment de gène qui nous intéresse. » Pendant que l'enzyme déploie son effet, le groupe a droit à une petite introduction des formatrices au domaine de la bio-informatique. La plupart n'ont jamais entendu parler de cette discipline et sont surpris des possibilités qu'elle offre. Pour finir, on coule, à partir d'une solution d'agarose, un gel qui sera nécessaire à l'expérience du lendemain.

C'est maintenant le troisième jour du cours. La tension monte. L'électrophorèse sur gel doit en effet révéler qui, du fait de son patrimoine génétique, peut être considéré comme non-goûteur, goûteur normal ou super-goûteur pour la substance PTC. Pour cette expérience, on utilise le gel coulé la veille. Avec la plus grande précaution, les élèves pipettent leurs échantillons d'ADN, l'un après l'autre, dans les poches de gel préparées. Ensuite, l'appareillage avec le gel est mis sous tension. Etant donné que le gel a, du fait de ses pores, une structure semblable à un tamis, les fragments d'ADN migrent, selon leur taille, à des vitesses distinctes. Le moment est alors venu : l'expérimentatrice Christiane Röckl Michel allume la lampe à UV pour rendre visibles les résultats tant attendus. L'évaluation indique que le groupe se compose de quatre goûteurs et d'un non-goûteur. « Cette répartition correspond en gros aux résultats d'études internationales, explique Gesche Standke à la vue de ces résultats. A l'échelle mondiale, environ 75 % des individus perçoivent la substance PTC comme amère, tandis que 25 % ne ressentent pas du tout le goût de la substance. » Pour finir, un test gustatif vise à préciser si le génotype déterminé correspond effectivement au ressenti gustatif des élèves, c'est-à-dire au phénotype. A cet effet, les deux formatrices distribuent des bandelettes de test imbibées de PTC. Et effectivement, alors qu'une partie du groupe perçoit nettement l'amertume de la substance et avale en urgence des oursons gélifiés pour faire passer le goût au plus vite, une personne ne ressent rien du tout.

Mais il y a une chose à laquelle tous les élèves ont pris goût : ils ont adoré le travail au laboratoire. « Ce que j'ai le plus aimé à la Summer School, c'est que j'ai découvert quelque chose d'entièrement nouveau à mon sujet », déclare Nicole Okon, enthousiaste. Après cette Summer School réussie, tous les participants espèrent qu'il y aura une suite.

Dr. Gesche Standke est biochimiste et responsable du Novartis Schullabor depuis 2015.

Dr. Christiane Röckl Michel est une biologiste moléculaire et responsable de la formation des enseignants et de l'enseignement secondaire.