Nesocodon mauritianus rétroéclairé. Crédit : Rahul Roy et Clay Carter, Université du Minnesota.
Un colorant naturel et durable pourrait résoudre un problème pour les industries alimentaires et textiles.
Les plantes qui sécrètent des nectars colorés font partie d’un club exclusif. À ce jour, seules 70 plantes dans le monde figurent sur cette liste. Les couleurs attirent les pollinisateurs, mais plus récemment, elles ont suscité l’intérêt des chercheurs et des partenaires industriels à la recherche de colorants naturels.
Au cours des dernières années, une équipe de chercheurs, dont une poignée de l’Université du Minnesota, a déterminé comment les plantes produisaient un nectar rouge distinctif et sa composition dans une étude récemment publiée dans Proceedings of the National Academies of Sciences (Actes des Académies nationales des sciences)..
L’une de ces plantes, appelée Nesocodon mauritianus, est endémique à l’île Maurice et a attiré l’attention de Clay Carter, professeur au College of Biological Sciences, lors d’une visite du Conservatory & ; Botanical Collection de l’Université du Minnesota.
“J’ai rencontré la plante pour la première fois le 2 mai 2016 et je me suis demandé ce qui se cache derrière ce nectar rouge”, explique Clay Carter. “Lorsque j’ai commencé les recherches, je ne m’attendais certainement pas à faire tourner la tête des multinationales.”
Un gecko se lèche les lèvres après avoir bu un mélange de nectar de nesocodine rouge et de sucre. On a également présenté aux geckos un échantillon de sucre non coloré qui n’a pas été visité autant que celui contenant de la nesocodine. Dans ce cas, le gecko a bu pendant plus d’une minute. Crédit : Ylenia Chiari, Université George Mason
L’équipe de recherche a identifié deux enzymes jamais décrites chez les plantes auparavant. Ils ont comparé Nesocodon mauritianus avec une autre plante à nectar rouge de l’autre côté du monde. De manière surprenante, ces deux plantes dépendent du même composé – les chercheurs l’ont nommé nesocodine – pour produire du nectar rouge et attirer leurs pollinisateurs respectifs.
“L’étude d’exemples comme ceux-ci peut nous en apprendre beaucoup sur les règles de base de l’adaptation, en particulier lorsqu’elles sont considérées au niveau génétique et biochimique”, déclare Carter.
La recherche a également des applications directes. Selon la Food and Drug Administration des États-Unis, l’industrie dépend actuellement beaucoup des additifs de couleur non naturels. Le rouge est une couleur notoirement difficile à trouver pour les produits, des bonbons aux vêtements, et plus encore.
Grâce à la connaissance des mécanismes biochimiques et moléculaires, les chercheurs ont créé un nectar rouge synthétique. Ils ont également demandé l’avis d’un expert, le gecko, pollinisateur du Nesocodon mauritianus. Le nectar synthétique a passé avec succès le test du gecko, effectué par des chercheurs de l’Université George Mason.
“Pendant des années, les colorants rouges naturels ont été inaccessibles pour de nombreuses formulations de produits en raison de leurs propriétés chimiques”, explique Adrian Hegeman, professeur au College of Food, Agricultural and Natural Resource Sciences et coauteur de l’étude. “Puisque la nesocodine a des propriétés différentes, elle est prête à bien fonctionner dans des conditions où d’autres colorants naturels ont échoué dans le passé.”
L’Université du Minnesota a déposé une demande d’autorisation de mise sur le marché. brevet pour le processus de synthèse de la nesocodine et des dérivés non naturels associés. Ces résultats ont également jeté les bases de la poursuite des efforts de recherche, dont l’un est financé par une bourse de 1,3 million de dollars de la National Science Foundation, où l’équipe explore des nectars plus colorés.
Référence : “Convergent evolution of a blood-red nectar pigment in vertebrate-pollinated flowers” par Rahul Roy, Nickolas Moreno, Stephen A. Brockman, Adam Kostanecki, Amod Zambre, Catherine Holl, Erik M. Solhaug, Anzu Minami, Emilie C. Snell-Rood, Marshall Hampton, Mark A. Bee, Ylenia Chiari, Adrian D. Hegeman et Clay J. Carter, 24 janvier 2022, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2114420119
