Un grupo de investigadores del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de Plantas (CEMPS) de la Academia China de Ciencias ha resuelto un antiguo enigma científico relacionado con la producción de nicotina en las plantas de tabaco. A pesar de que se conocía desde hace siglos que estas plantas generan nicotina, su proceso biosintético exacto había permanecido sin explicación hasta ahora.

El hallazgo, publicado en la revista Cell, revela el proceso completo por el cual la especie silvestre de tabaco denominada Nicotiana attenuata, o tabaco coyote, biosintetiza la nicotina. Este avance no solo es significativo en términos de conocimiento científico, sino que también tiene implicaciones potenciales en diversos campos.

La nicotina, reconocida por su papel como un potente insecticida dentro de la familia de las solanáceas, se ha utilizado en la agricultura como pesticida desde el siglo XVII. Además, se ha comenzado a investigar su potencial en el tratamiento de enfermedades neurológicas como el Alzheimer, el Parkinson y la depresión.

Para llegar a este descubrimiento, los investigadores implementaron un enfoque integrador que combina múltiples tipos de datos biológicos, lo que les permitió identificar un gen clave fundamental para la formación de la estructura de la nicotina. En su proceso, también identificaron una variante de planta que no produce nicotina.

El estudio revela que la producción de nicotina en las plantas no ocurre de una sola vez, sino que implica un grupo temporal de cinco enzimas que colaboran como una línea de ensamblaje. Este conjunto de enzimas, al que se denomina metabolón, facilita una serie de reacciones químicas meticulosamente orquestadas.

Además, se descubrió una estrategia compleja de glicosilación y desglicosilación utilizada por las plantas en la reacción que une los componentes de la nicotina. Esto implica que la planta adjunta una molécula de azúcar a un intermediario reactivo para estabilizarlo, evitando la acumulación de subproductos dañinos.

Este proceso culmina en la producción de la molécula final de nicotina, que es transportada a un compartimento de almacenamiento celular conocido como vacuola, donde se conserva hasta que es necesaria.

Li Dapeng, investigador del CEMPS, destacó que este descubrimiento cierra un capítulo de décadas en la investigación sobre la biosíntesis de la nicotina. Además, indica que este conocimiento abre oportunidades para utilizar la biología sintética en la producción más eficiente y controlada de nicotina y otros compuestos naturales valiosos.