Phillip Hopkins
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Les humains se tournent vers le pavot pour se défoncer ou soulager la douleur depuis des milliers d'années. Et malgré tous nos autres progrès pharmaceutiques stupéfiants, notre dépendance à l'égard de l'usine n'a pas beaucoup changé; les coquelicots sont utilisés pour fabriquer deux des analgésiques les plus utilisés au monde, la morphine et la codéine, et la noscapine antitussive.
Mais comment l'usine de pavot à opium (Papaver somniferum) obtenir ses propriétés analgésiques pour commencer?
Une équipe de chercheurs au Royaume-Uni, en Chine et en Australie se penche sur cette question depuis plusieurs années, examinant le génome du pavot à opium pour comprendre comment cette plante a développé ses propriétés thérapeutiques exceptionnellement puissantes et utiles. Maintenant, une nouvelle étude, publiée aujourd'hui (30 août) dans la revue Science, détaille la majorité du génome du pavot à opium. L'étude met en évidence quand et comment les principaux gènes producteurs de produits pharmaceutiques sont entrés en jeu. [10 faits intéressants sur l'héroïne]
La tâche était difficile, grâce à l'abondance de matériel génétique de la plante qui contient plusieurs sections répétées. Pourtant, la reconstitution du génome a été utile pour suivre le développement du pavot à opium.
Les chercheurs ont découvert que le premier événement génétique important du pavot a eu lieu il y a environ 110 millions d'années. C'est alors que le génome entier, ou du moins de très gros morceaux, s'est dupliqué. Ce n'est pas inhabituel pour les angiospermes, la catégorie des plantes à fleurs qui comprend les coquelicots. Mais la duplication peut être conséquente. Lorsque les organismes ont le double du matériel génétique, une moitié du génome est libre d'évoluer, tandis que l'autre moitié reste stable, a déclaré le co-auteur de l'étude Ian Graham, professeur de génétique biomédicale à l'Université de York au Royaume-Uni..
Dans le cas des coquelicots, ce matériel génétique supplémentaire a évolué d'une manière très importante, les chercheurs ont découvert: il y a plus de 7,8 millions d'années, deux gènes ont fusionné et sont devenus le gène unique responsable de la production de morphine et de codéine du coquelicot. Ce «mégagène» code pour une enzyme qui convertit une molécule précurseur de pavot en composés qui deviennent finalement la codéine et la morphine. Sans cela, les coquelicots transformeraient simplement cette même molécule précurseur en notre composé noscapine, et les plantes ne seraient pas des analgésiques..
Pour Graham, c'est l'une des découvertes les plus importantes de leurs recherches. "C'est vraiment satisfaisant de savoir comment ce gène est apparu", a-t-il déclaré. .
Après cette fusion de gènes, le génome du pavot s'est répliqué à nouveau et a perdu quelques morceaux, selon l'étude. Mais le mégagène crucial pour la formation des opiacés est resté coincé. Comme avec la plupart des gènes utiles, il y a de fortes chances que ce gène soit une mutation aléatoire qui ne cessait de se transmettre parce qu'il était utile à la plante. Il n'est pas tout à fait clair pour les biologistes pourquoi les pavots à opium ont conservé leurs compétences en matière de production de morphine et de codéine, mais c'est probablement parce que les produits chimiques éloignent les herbivores affamés, a déclaré Graham..
Certains autres mystères du pavot doivent également être résolus. Par exemple, les autres enzymes impliquées dans la production de morphine et de codéine sont probablement apparues avant l'arrivée du mégagène il y a 7,8 millions d'années, bien que l'équipe de recherche ne sache pas exactement quand. (En d'autres termes, le mégagène n'est pas le seul acteur impliqué dans la production d'analgésiques chez les coquelicots.) Graham a déclaré qu'il espérait également étudier les génomes d'espèces végétales apparentées pour voir pourquoi certaines d'entre elles fabriquent ou ne fabriquent pas de stupéfiants..
Mais pour l'instant, déduire comment les coquelicots ont obtenu leurs qualités médicinales et à quoi ressemble le génome suffit pour aider l'industrie des analgésiques, a déclaré Graham. (Malgré l'abus d'opioïdes, des analgésiques de qualité et des médicaments de soins palliatifs sont toujours nécessaires, a-t-il ajouté.) Même si les horticulteurs ont développé des souches hyper-spécifiques qui produisent principalement des opiacés ou de la noscapine, les producteurs de pavot à opium sont toujours à la recherche de moyens de produire. plus durable et rentable, a-t-il déclaré.
Et comme pour toute autre culture, il pourrait y avoir de la place pour des modifications génétiques pour que les coquelicots produisent plus d'agents pharmaceutiques, se développent plus rapidement ou résistent à l'infection. "L'analyse du génome nous fournit une plate-forme pour faire tout cela plus efficacement", a déclaré Graham.