Originea misterioasă a nicotinei a fost descifrată. Descoperire majoră după 200 de ani de cercetări

După mai bine de două secole de întrebări fără răspuns, oamenii de știință au reușit, în sfârșit, să afle cum produce planta de tutun nicotina — molecula responsabilă pentru dependența de fumat.

Descoperirea, realizată de cercetătorii de la Universitatea din York și Universitatea din Copenhaga, ar putea schimba radical modul în care sunt utilizate plantele de tutun în biotehnologie și medicină.

Cum produce planta de tutun nicotina

Nicotina a fost izolată pentru prima dată din tutun abia la începutul anilor 1820, însă mecanismul prin care planta o sintetizează a rămas un mister până astăzi.

Cercetătorii au identificat genele și enzimele responsabile de producerea nicotinei în planta Nicotiana tabacum. Aceste gene sunt activate simultan și lucrează împreună pentru a construi molecula de nicotină.

„Este un moment important pentru știința plantelor și biochimie, pentru că avem răspunsul pe care îl căutăm de peste 200 de ani”, a declarat biologul Benjamin Lichman de la Universitatea din York.

Mecanismul care a păcălit știința timp de două secole

În cadrul studiului, cercetătorii au descoperit că procesul de formare a nicotinei este mult mai complex decât se credea.

O moleculă de glucoză se atașează temporar de precursorii nicotinei, activând reacțiile chimice necesare. După ce procesul se finalizează, glucoza dispare complet — un „efect de camuflaj” care a făcut extrem de dificilă identificarea mecanismului până acum.

Ulterior, două enzime-cheie, denumite NaGR și NicGS, finalizează construcția moleculei de nicotină dintr-un aminoacid și un compus asemănător vitaminelor.

Experimentele realizate atât în eprubetă, cât și în plante vii au confirmat că acest sistem funcționează exact așa cum a fost descris.

Descoperire cu impact în biotehnologie și medicină

Potrivit cercetătorilor, înțelegerea acestui proces deschide noi posibilități pentru utilizarea plantelor de tutun în scopuri benefice.

„Cu aceste informații putem elimina sau reutiliza nicotina produsă natural de plantă și putem dezvolta instrumente biotehnologice mai eficiente”, a explicat Lichman.

Plantele din familia tutunului sunt deja folosite în „farming molecular” — o tehnologie prin care sunt produse vaccinuri și medicamente în plante. Un exemplu este Nicotiana benthamiana, utilizată pentru producerea unor tratamente medicale experimentale.

Totuși, nicotina rămâne o problemă majoră în acest proces, deoarece este o substanță toxică și dă dependență, iar eliminarea ei necesită etape suplimentare de purificare.

Citește și: Alimente care taie pofta de nicotină, aliați împotriva fumatului

Tutunul, potențial instrument medical

O înțelegere mai profundă a modului în care este produsă nicotina ar putea permite, în viitor, modificarea genetică a plantelor pentru a reduce nivelul de nicotină sau chiar pentru a produce alte substanțe utile.

Cercetătorii avertizează că unele încercări anterioare de reducere a nicotinei au afectat negativ creșterea plantelor.

Un mister de 200 de ani, în sfârșit rezolvat

Deși mai există întrebări legate de detaliile fine ale procesului, pașii principali ai sintezei nicotinei sunt acum cunoscuți.

„Plantele de tutun pot deveni platforme valoroase pentru producerea de vaccinuri sau medicamente, însă nicotina complică acest proces și necesită eliminare”, a mai spus Lichman.

Studiul, publicat în revista Nature Communications, marchează nu doar rezolvarea unui mister vechi de două secole, ci și începutul unor noi direcții în bioingineria plantelor.

Citește și: 10 alimente care elimina nicotina din corp