La chimie à la défense des végétaux

La réalisation dont Mme Soledade C. Pedras est la plus fière, c’est d’avoir pu appliquer sa passion pour la chimie et ses connaissances dans ce domaine à la biologie végétale (ce qui’on appelle la chimie bioorganique). Il s’agit en effet d’un mariage inhabituel, mais dont les retombées pourraient être des plus bénéfiques pour l’agriculture et contribuer à solutionner les problèmes de famine dans le monde. 

Après avoir obtenu son doctorat de l’Université de l’Alberta, Mme Pedras a poursuivi sa carrière àl’Institut de biotechnologie des plantes du Conseil national de recherches (CNR) à Saskatoon. En 1994, elle s’est vu offrir un poste de l’Université de la Saskatchewan où elle dirige une équipe de recherche d’une dizaine d’étudiants diplômés de rechercheurs associés et d’aides techniciens. La professeure Pedras et son équipe étudient les réactions de défense moléculaire et enzymatique des plantes face à l’attaque d’agents pathogènes. Son but est de découvrir les stratégies chimiques et biologiques employées par les plantes pour résister à différentes toxines qui se trouvent dans leur milieu naturel (souvent transmises par des microbes des insectes ou d’autres bestioles). Une fois bien connues et analysées, ces stratégies de défense particulières pourront être transmises à d’autres espèces végétales par le biais de procréation traditionnelle des plantes (par croisements) ou celle plus moderne du génie génétique.  

Voici un cas bien concret sur lequel la professeure Pedras se penche présentement. L’Ouest canadien est connu pour ses nombreuses espèces agricoles, dont le canola et la moutarde. Malheureusement, ces plantes sont sujettes aux attaques de micro-organismes pathogènes qui libèrent des phytotoxines. La destruxin-B est une phytotoxin produite dans les plantes attaquées par un microbe connu sous le nom d’alternariose à taches noires. Cependant, un certain type de moutarde blanche, elle aussi attaquée par les micro-organismes, ne développera pas l’alternariose à taches noires, car elle a élaboré un mécanisme de défense très efficace. Ce que Mme Pedras a réussi à découvrir, c’est ce mécanisme de défense bien particulier.   

Pour y parvenir, elle a dû utiliser des techniques modernes de chimie très conventionnelles. Premièrement, la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) lui a permis d’analyser la disparition  de destruxine-B dans les plants de moutarde blanche. Par la suite, elle a isolé le produit transformé de la destruxine-B, rendu inactif, en recourant à des méthodes comme la chromatographie rapide sur colonne. L’étape cruciale a été de déterminer la structure et la composition chimiques du produit récupéré. Pour y arriver, elle a appliqué les techniques d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et de spectroscopie de masse à haute résolution. C’est ainsi que Mme Pedras a découvert qu’une protéine enzymatique transformait la destruxine-B en molécule inoffensive HO-destruxine-B. En utilisant de nouveau les techniques énumérées, l’équipe de la professeure Pedras a ensuite réussi à isoler et caractériser cette enzyme.  

Dans un avenir proche, il sera possible de séquencer cette protéine et de déterminer le gène qui contient le code responsable de la synthèse de l’enzyme. Grâce au travail de Mme Pedras et à la collaboration des biologistes moléculaires, il sera  possible d’utiliser ce gène codant et de l’introduire dans le patrimoine génétique d’autres espèces de plantes (comme le canola) pour les rendre résistantes à l’alternariose à taches noires. Par ses recherches et son travail acharné, la professeure Pedras aura bientôt trouvé une méthode écologique et non dommageable pour défendre les plantes, afin d’éliminer des insecticides et des fongicides, tout en augmentant le rendement des récoltes.