Des chercheurs chinois ont révélé le mécanisme de biosynthèse de la nicotine dans la plante Nicotiana attenuata, également connue sous le nom de tabac coyote, marquant une avancée significative dans le domaine de la biologie synthétique.

L'étude, récemment publiée dans la revue Cell, a été réalisée par une équipe du Centre d'Excellence en Sciences Moléculaires des Plantes de l'Académie Chinoise des Sciences. Ils ont cartographié le processus de production de la nicotine, de son initiation à sa formation finale.

La nicotine est un alcaloïde présent dans la famille des solanacées, qui comprend également des espèces courantes telles que les tomates et les pommes de terre. Utilisée comme pesticide depuis des siècles, la nicotine se révèle également avoir des effets potentiels dans le traitement de maladies neurologiques telles que la maladie d'Alzheimer.

Pour comprendre la biosynthèse de la nicotine, les chercheurs ont employé une approche intégrative, combinant des données biologiques variées, des gènes aux molécules. Cela leur a permis d'identifier un gène essentiel impliqué dans la formation de la nicotine à partir d'une plante mutant dépourvue de cette substance.

Selon les résultats, la production de nicotine ne se fait pas en une seule étape, mais plutôt à travers l'action de cinq enzymes travaillant en collaboration. Ces enzymes forment une structure temporaire connue sous le nom de métabolon, orchestrant des réactions chimiques précises.

Les chercheurs ont aussi mis en évidence une stratégie de glycosylation/dé glycosylation, qui joue un rôle crucial dans la finalisation de la nicotine. Cette méthode permet à la plante de stabiliser un intermédiaire réactif en lui attachant une molécule de sucre, évitant ainsi l'accumulation de composés nocifs.

Une fois la nicotine produite, elle est transportée vers la vacuole, un compartiment cellulaire où elle est stockée jusqu'à son besoin. Cette découverte apporte une réponse à une problématique ancienne : la manière dont les plantes se protègent d'un empoisonnement par leurs propres substances défensives.

« Cette découverte complète le puzzle de la biosynthèse de la nicotine vieux de plusieurs décennies », a commenté Li Dapeng, un des chercheurs principaux de l'équipe.

Li a également souligné que cette recherche pourrait ouvrir des perspectives nouvelles pour la biologie synthétique, permettant la production de la nicotine et d'autres composés naturels de manière plus efficace.