Des chercheurs de l'Université de Tübingen ont découvert une substance naturelle qui pourrait rivaliser avec l'herbicide controversé glyphosate :une molécule de sucre nouvellement découverte synthétisée à partir de cyanobactéries qui inhibe la croissance de divers micro-organismes et plantes mais est inoffensive pour les humains et les animaux. L'étude conjointe a été dirigée par le Dr Klaus Brilisauer, Professeur Stephanie Grond (Institut de chimie organique) et Professeur Karl Forchhammer (Institut interfacultaire de microbiologie et de médecine infectieuse). Il a été publié dans la revue Communication Nature vendredi.

Les ingrédients actifs à usage pharmaceutique ou agricole proviennent souvent de substances naturelles. Ces substances peuvent être constituées de structures chimiques complexes, mais peut aussi être relativement simple. L'ingéniosité de tels principes actifs réside souvent dans leur simplicité :les antimétabolites interagissent avec les processus vitaux de la cellule en imitant les produits métaboliques. Cela perturbe le processus biologique, qui peut inhiber la croissance cellulaire ou même tuer la cellule.

Des chimistes et des microbiologistes de l'Université de Tübingen ont découvert un antimétabolite inhabituel avec une structure chimique simple :une molécule de sucre avec le nom scientifique 7-deoxy-sedoheptulose (7dSh). Contrairement aux glucides ordinaires, qui servent généralement de source d'énergie pour la croissance, cette substance inhibe la croissance des plantes et des micro-organismes, comme les bactéries et les levures. La molécule de sucre bloque une enzyme clé de la voie du shikimate, une voie métabolique qui se produit uniquement dans les micro-organismes et les plantes. Pour cette raison, les scientifiques classent la substance comme inoffensive pour l'homme et l'animal, et l'ont déjà démontré dans des études initiales.

Le sucre désoxy rare a été isolé à partir de cultures de la cyanobactérie d'eau douce Synechococcus elongatus, qui est capable d'inhiber la croissance des souches bactériennes apparentées. En cherchant la cause de cette inhibition de croissance, les scientifiques ont déchiffré la structure du composé naturel. Grâce à une nouvelle méthode de production de 7dSh – une synthèse chimioenzymatique – les scientifiques ont pu mener des études approfondies pour déterminer le mécanisme moléculaire de la 7dSh.

Les scientifiques ont utilisé la spectrométrie de masse couplée à haute résolution pour obtenir des informations précises sur le mécanisme d'inhibition et ont découvert que 7dSh bloque la déhydroquinatesynthase (DHQS), une enzyme de la voie du shikimate. L'un des inhibiteurs les plus connus de cette voie métabolique à ce jour est l'herbicide controversé glyphosate. « Contrairement au glyphosate, le sucre désoxy récemment découvert est un produit entièrement naturel dont on pense qu'il a une bonne dégradabilité et une faible écotoxicité, " dit le Dr Klaus Brilisauer. Jusqu'à présent, 7dSh inhibe la croissance des plantes de manière prometteuse. "Nous voyons ici une excellente opportunité de l'utiliser comme herbicide naturel."

Les scientifiques espèrent remplacer à long terme les herbicides controversés et ainsi réduire les métabolites des herbicides, qui présentent un risque pour la santé. Cependant, efficacité sur le terrain, la dégradabilité dans le sol et l'innocuité pour le bétail et les humains devraient être étudiées plus avant dans des études complètes à long terme pour 7dSh.