Oamenii au consumat tutun timp de mii de ani, însă abia spre sfârșitul anilor 1820 s-a reușit extragerea nicotinei din plantele de tutun pentru prima dată.
Acum, aproape două secole mai târziu, cercetătorii afirmă că au identificat în sfârșit modul exact în care planta generează moleculele de nicotină.
Descoperirea ar putea transforma utilizarea plantelor de tutun în industrie și medicină, într-un domeniu denumit „agricultura moleculară a plantelor”, conform Science Alert.
De-a lungul anilor, oamenii de știință au modificat plantele de tutun pentru a produce substanțe terapeutice și chiar vaccinuri. Totuși, nicotina a reprezentat o provocare majoră, deoarece cauzează o dependență puternică.
Cercetătorii indică acum că înțelegerea modului în care nicotina este generată ar putea facilita dezvoltarea unor metode pentru a reduce sau elimina această substanță din plante.
„Este un moment semnificativ în domeniul științei plantelor și biochimiei, deoarece avem acum răspunsul pe care l-am căutat de peste două secole,” a menționat biologul Benjamin Lichman, de la Universitatea din York.
El și echipa sa de la Universitatea din Copenhaga au descoperit genele și enzimele implicate în sinteza nicotinei.
„Cu aceste informații noi, putem elimina sau reutiliza nicotina generată natural de plantă și putem dezvolta instrumente biotehnologice superioare,” a spus cercetătorul.
„Există, de asemenea, un interes remarcabil pentru viitor în adaptarea sistemului de sinteză a nicotinei din tutun pentru a genera compuși farmaceutici valoroși.”
Pentru a ajunge la această concluzie, cercetătorii au examinat genetic planta de tutun Nicotiana tabacum și au identificat genele localizate aproape una de alta în ADN, care se activează simultan cu genele deja cunoscute ca având rol în generarea nicotinei.
Apoi, echipa a izolat enzimele care provin din aceste gene și a demonstrat, atât în eprubete, cât și în plante vii, că ele colaborează pentru a forma nicotina.
Cercetătorii afirmă că enzimele folosesc un mecanism neobișnuit, ceea ce explică de ce acest proces a rămas ascuns atât de mult timp.
În prima fază, o moleculă de glucoză se leagă de componentele care formează nicotina și le pregătește într-o stare reactivă necesară pentru generarea substanței.
După încheierea procesului, molecula de glucoză dispare complet.
Enzimele implicate în sinteza nicotinei
Oamenii de știință au identificat și două enzime esențiale, NaGR și NicGS, care contribuie la formarea moleculei de nicotină din materiile sale primare: un aminoacid asociat cu sinteza proteinelor și un compus similar vitaminelor.
„Este captivant, deoarece are aplicații în lumea reală,” a spus Lichman.
„O rudă apropiată a tutunului, Nicotiana benthamiana, este deja folosită în «agricultura moleculară» pentru a produce medicamente și vaccinuri vitale.”
„Aceasta deschide noi oportunități de a folosi plantele de tutun în scopuri benefice: nu pentru țigări, ci pentru medicamente și alte produse valoroase.”
Descoperirea este susținută și de un alt studiu recent publicat, care demonstrează că nicotina este generată cu ajutorul glucozei și al unei serii de enzime, după care glucoza dispare complet din proces.
Conform cercetătorilor, tocmai acest „act de dispariție”, împreună cu modul neobișnuit în care glucoza
