Des chercheurs internationaux ont travaillé sur le génome du pavot à opium et ont trouvé comment la plante avait évolué pour produire des opiacés, aujourd'hui utilisés en médecine humaine. Cette recherche pourrait fournir de nouveaux outils pour améliorer la production de médicaments antidouleur.
Le pavot à opium Papaver somniferum produit des opiacés qui servent d'antidouleurs. Mais comment la plante a-t-elle évolué pour arriver à fabriquer ces molécules ? Pour le savoir, des scientifiques de l'université de York, du Wellcome Sanger Institute, de deux universités chinoises et d'une entreprise pharmaceutique australienne ont travaillé sur les voies génétiques de production de trois opiacés : un antitussif, la noscapine, et deux antidouleurs, la morphine et la codéine. Aujourd'hui, pour fabriquer ces opiacés, les industriels développent des approches de génie génétique : les gènes des plantes sont placés dans des micro-organismes, comme des levures, qui sont cultivées dans de grands fermenteurs.
Dans cette étude parue dans Science, les scientifiques ont reconstitué le génome du pavot, soit 2,7 milliards de bases réparties sur 11 chromosomes. Les séquences répétées représentaient 70 % de ce génome. Les chercheurs ont identifié une quinzaine de gènes codant pour des enzymes impliquées dans deux voies de biosynthèse de la noscapine et des précurseurs de la codéine et de la morphine.
Des réarrangements génétiques au cours de l’évolution du pavot
Au cours de l'évolution de la plante, des séries de duplications, de réarrangements et de fusions génétiques ont permis la production de nouvelles molécules. En particulier, les chercheurs ont identifié les gènes ancestraux responsables d'une fusion de gènes à l'origine d'une étape importante de la production des opiacés : cette fusion, qui a permis la formation de Storr, un gène clé pour la production de morphine, aurait eu lieu dans le génome du pavot il y a environ 7,8 millions d'années.
Dans un communiqué, Ian Graham, professeur à l'université de York, a expliqué « Depuis des décennies, les biochimistes sont curieux de savoir comment les plantes ont évolué pour devenir l'une des sources les plus riches de diversité chimique sur Terre. » Il ajoute « Notre étude a permis de comprendre comment cela s'est produit dans le pavot à opium. » Cette recherche devrait fournir de nouveaux outils pour fournir les « analgésiques les plus efficaces disponibles pour le soulagement de la douleur et les soins palliatifs ».
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Opium : le génome du pavot révèle ses secrets de fabrication
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