Une équipe d’ingénieurs en écologie marine vient de révéler les secrets de fabrication des antioxydants contenus dans les algues brunes.
Les algues brunes marines possèdent des composés chimiques aromatiques (composés phénoliques) uniques dans le monde végétal, nommés phlorotannins. Du fait de leur rôle d’antioxydants naturels, ces composés suscitent beaucoup d’intérêt pour la prévention et le traitement du cancer, des maladies inflammatoires, cardiovasculaires et neurodégénératives. Des chercheurs du laboratoire Végétaux marins et biomolécules à la Station biologique de Roscoff (29), en collaboration avec deux chercheurs du laboratoire des Sciences de l’environnement marin de Brest (29) ont cherché à révéler l’étape clé de la fabrication de ces composés chez la petite algue brune Ectocarpus siliculosus. Leur étude, publiée en ligne sur le site de la revue The Plant Cell, montre comment ils y sont parvenus.
L’extraction des phlorotannins des algues brunes actuellement utilisés dans l’industrie est complexe et jusqu’à maintenant les voies de biosynthèse de ces composés chimiques naturels restaient inconnues. En étudiant le premier génome décrypté d’une algue brune, l’équipe de Roscoff a identifié, chez Ectocarpus siliculosus, plusieurs gènes homologues à ceux des plantes terrestres impliquées dans la biosynthèse des composés phénoliques.
Parmi ceux-ci les chercheurs ont identifié au moins un gène directement impliqué dans la synthèse des phlorotannins chez les algues brunes. Ils ont ensuite réussi en introduisant ces gènes dans une bactérie à lui faire produire en grande quantité les enzymes à l’origine de ces composés phénoliques. Une de ces protéines, une polyketide synthase de type III (PKS III) a été étudiée et a permis de comprendre comment celle-ci assure la formation de ces produits phénoliques. Cette PKS III est capable par exemple de synthétiser du phloroglucinol (utilisé notamment dans la synthèse d’antispasmodique et d’explosifs) et d’autres composés phénoliques à finalité commerciale.
Outre ces propriétés mécanistiques, ces résultats dévoilent de nouvelles fonctions biologiques de ces composés dans l’acclimatation et l’adaptation des algues brunes au stress salin. La connaissance de ces voies de biosynthèse permettra aux chercheurs de découvrir les mécanismes de signalisation qui conduisent à la régulation de ce métabolisme. Elle sera utile également pour comprendre les fonctions biologiques et écologiques de ces composés chez d’autres algues brunes déjà commercialisées.
Ces travaux ont fait l’objet d’un brevet et devraient faciliter, d’après les scientifiques, la production des phlorotannins utilisés actuellement comme extraits naturels par les industries pharmaceutiques et cosmétiques.