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Le tabac conventionnel, traditionnellement utilisé comme matière première pour la fabrication des cigarettes, fait désormais l'objet de recherches scientifiques novatrices. Grâce à des méthodes modernes de modification génétique, les scientifiques sont parvenus à doter cette plante de la capacité de synthétiser cinq types de substances psychédéliques auparavant produites par différents organismes naturels.
Les psychédéliques se présentent dans la nature sous diverses formes et proviennent de sources variées : par exemple, la psilocybine est produite par les champignons hallucinogènes , les ingrédients de l’ayahuasca sont extraits de plantes tropicales et la bufoténine est un secret des grenouilles. Or, le tabac est devenu un bioréacteur polyvalent capable de synthétiser ces substances grâce à une manipulation génétique habile, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en bio-ingénierie.
Depuis plus de soixante ans, les scientifiques étudient les processus biochimiques impliqués dans la formation des hallucinogènes chez diverses plantes et organismes. Ils ont mis au jour des voies biochimiques détaillées pour certaines substances psychédéliques, parmi lesquelles la psilocybine occupe une place particulière.
L'une des découvertes majeures est une étude publiée il y a deux ans, menée par Asaf Aharoni de l'Institut Weizmann des Sciences. Cette étude a permis de cartographier la voie chimique complète de formation de l'hallucinogène contenu dans le peyotl, à partir de l'acide aminé L-tyrosine, une avancée majeure dans la compréhension de la synthèse naturelle des psychédéliques.
Une nouvelle contribution dans ce domaine provient d'Aharoni et de la biochimiste Paula Berman du Centre Volcani de recherche agricole, qui ont étudié les mécanismes de synthèse de la N,N-diméthyltryptamine (DMT), le composé psychédélique clé présent dans la boisson traditionnelle ayahuasca, préparée par les chamans amazoniens à partir de la plante chakruna (Psychotria viridis), une parente du café.
Les scientifiques ont analysé les niveaux de DMT dans différentes plantes et ont sélectionné deux espèces présentant des concentrations élevées de cette substance pour une étude approfondie : Psychotria viridis et l’acacia australien Acacia acuminata. Ils ont étudié l’activité des gènes dans les tissus produisant la DMT afin d’identifier les enzymes responsables de sa synthèse.
Les chercheurs ont identifié deux gènes clés, PvTDC2 et PvNMT1, et les ont introduits dans le tabac. Les plantes ainsi modifiées ont acquis la capacité de produire du DMT. Paula Berman a souligné que les réactions chimiques impliquées dans ce processus sont relativement simples, ce qui rend la synthèse plus prévisible et compréhensible pour des applications ultérieures.
Le tabac étant naturellement riche en tryptophane, un acide aminé nécessaire à la synthèse des psychédéliques, les chercheurs ont tenté d'élargir la gamme des substances produites. Ils ont ainsi acquis la capacité de produire de la psilocybine et son précurseur, ainsi que de la bufoténine et du 5-méthoxy-DMT, des hallucinogènes sécrétés par le crapaud du désert de Sonora (Incilius alvarius) à partir de glandes situées derrière ses yeux.
Cependant, ils se sont heurtés à un problème de faible production de 5-méthoxy-DMT. Pour y remédier, l'équipe a utilisé AlphaFold3, un outil d'intelligence artificielle qui prédit la structure tridimensionnelle des protéines à partir de leurs séquences d'acides aminés. Cela leur a permis d'identifier la cause du dysfonctionnement de l'enzyme.
Après une mutation ciblée de l'enzyme, la quantité de 5-méthoxy-DMT dans le tabac a été multipliée par 40, ce qui constitue une avancée significative dans l'augmentation de la productivité de la synthèse.
L'expérience la plus ambitieuse consistait à créer un plant de tabac capable de produire simultanément cinq psychédéliques différents. Cette réalisation unique est scientifiquement inédite, mais son utilité pratique est limitée par les faibles concentrations de chaque substance.
Andrew Jones, expert en bio-ingénierie à l'Université de Miami qui n'a pas participé à la recherche, affirme que la production industrielle de psychédéliques impliquera probablement l'utilisation de microbes en laboratoire, mais il reconnaît l'intérêt de certains passionnés pour la possibilité de produire simultanément plusieurs psychédéliques dans le tabac.
Les auteurs soulignent qu'avant que le tabac génétiquement modifié puisse devenir une source fiable de psychédéliques pharmaceutiques, plusieurs problèmes complexes doivent être résolus. Parmi ceux-ci figure la mise au point de méthodes efficaces de transformation de la plante et d'extraction des substances actives en quantité et en qualité suffisantes.
Aujourd'hui, l'utilisation de microbes pour produire du DMT et d'autres composés psychoactifs à l'échelle industrielle reste une option plus réaliste, car elle offre un processus contrôlé et adaptable à grande échelle.
Cette recherche démontre que même des cultures traditionnelles comme le tabac peuvent être transformées en producteurs efficaces de substances psychédéliques complexes. Elle ouvre de nouvelles perspectives pour le génie biologique en combinant les technologies génétiques aux processus biochimiques naturels.
Bien que la technologie du tabac génétiquement modifié produisant des psychédéliques présente un grand potentiel, elle exige également une attention particulière en matière de sécurité et d'éthique. Il est important de prendre en compte les risques potentiels liés à l'utilisation de telles substances, ainsi que les restrictions légales en vigueur dans les différents pays.
Ces études ont démontré que le tabac génétiquement modifié peut servir de bioréacteur polyvalent pour la synthèse de divers psychédéliques. Ceci ouvre non seulement de nouvelles perspectives à l'industrie pharmaceutique, mais souligne également l'importance d'une approche interdisciplinaire en bio-ingénierie.
Les prochaines étapes dans ce domaine nécessiteront des efforts à la fois scientifiques et réglementaires pour garantir la sécurité et l'efficacité des nouvelles biotechnologies.
