Des chercheurs de l’université de Tübingen ont découvert une substance naturelle qui pourrait remplacer le glyphosate, un herbicide controversé. La molécule de sucre récemment découverte, synthétisée à partir de cyanobactéries, inhibe la croissance de divers microorganismes et plantes, mais est inoffensive pour l’homme et les animaux.

Un herbicide à base de sucre

Cette étude conjointe était dirigée par le Dr Klaus Brilisauer, le professeur Stephanie Grond (de l’Institut de chimie organique) et le professeur Karl Forchhammer (de l’Institut interfaculté de microbiologie et de médecine des infections). Elle a été publié dans la revue Nature Communications.
Les ingrédients actifs à usage pharmaceutique ou agricole proviennent souvent de substances naturelles. Ces substances peuvent consister en des structures chimiques complexes, mais peuvent aussi être relativement simples. 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 très inhabituel, doté d’une structure chimique d’une simplicité déconcertante: une molécule de sucre portant le nom scientifique de « 7-désoxy-sédoheptulose (7dSh) ». Contrairement aux glucides ordinaires, qui servent généralement de source d’énergie pour la croissance, cette substance inhibe la croissance de divers végétaux et micro-organismes, tels que les bactéries et les levures.

Une molécule qui bloque une enzyme de la voie shikimate

Cette molécule de sucre bloque une enzyme clé de la voie shikimate, une voie métabolique qui ne se produit que chez les microorganismes et les plantes. Pour cette raison, les scientifiques classent cette substance comme étant sans danger pour les humains et les animaux et l’ont déjà démontré lors de précédentes études.
Le sucre désoxy a été isolé de cultures de cyanobactérie d’eau douce de Synechococcus elongatus, capable d’inhiber la croissance de souches bactériennes apparentées. En cherchant la cause de cette inhibition de la croissance, les scientifiques ont réussi à déchiffrer la structure du composé naturel. Grâce à une méthode récemment mise au point pour la production de 7dSh – une synthèse chimioenzymatique – les scientifiques ont pu mener des études approfondies afin de déterminer le mécanisme moléculaire de 7dSh.
Dans le détail, les scientifiques ont utilisé la spectrométrie de masse couplée haute résolution pour obtenir des informations précises sur le mécanisme d’inhibition et ont découvert que 7dSh bloquait DHQS (3-Dehydroquinatesynthase), une enzyme de la voie shikimate.
Le glyphosate, un herbicide controversé, est l’un des inhibiteurs les plus connus de cette voie métabolique à ce jour. «Contrairement au glyphosate, le sucre désoxy récemment découvert est un produit entièrement naturel. Nous pensons qu’il a une bonne dégradabilité et une faible écotoxicité « , déclare le Dr Klaus Brilisauer. Jusqu’ici, le 7dSh inhibe la croissance des plantes de manière prometteuse. » Nous voyons ici une excellente occasion de l’utiliser comme herbicide naturel.  »

Des études plus approfondies sur le 7dSh

Les scientifiques espèrent remplacer les herbicides controversés à long terme et réduire ainsi les métabolites, qui présentent un risque pour la santé. Cependant, l’efficacité sur le terrain, la dégradabilité dans le sol et l’innocuité pour le bétail et les humains devraient faire l’objet d’études approfondies dans le cadre d’études approfondies à long terme sur le 7dSh.
Source : Universitat Tübingen
Crédit photo  sur Unsplash : Matthew Miles