Analyser et sonder les molécules fondamentales
Les dernières techniques d'imagerie et d'analyse moléculaire basées sur la résonance magnétique nucléaire (RMN) permettent en effet aux chercheurs de découvrir le fonctionnement, au niveau de l'électron, des mécanismes fondamentaux de la vie. Le projet WNMRC («Research Infrastructure Wageningen NMR Centre : NMR in agriculture, food and biology») a axé ses recherches sur la clarification de nombreuses caractéristiques biologiques moléculaires encore mystérieuses, le flux du phloème végétal, par exemple. Pendant toute la durée de ce projet financé par l'UE, le département RMN de l'université de Wageningen a continué à faire progresser la recherche agronomique, tant du point vue de la recherche végétale qu'animale. Leurs travaux touchent aussi bien le fonctionnement des écosystèmes, des aliments nutraceutiques ou les nouvelles substances fonctionnelles en médecine. Leurs recherches sur la perturbation des voies métaboliques de la vache en utilisant l'analyse RMN d'échantillons sanguins a permis d'identifier des biomarqueurs de la stéatose hépatique, une maladie fréquente dans les troupeaux de vaches laitières à haut rendement. Des avancées majeures au niveau des techniques d'imagerie et d'analyse, notamment en matière de techniques non destructives ont été la clé du succès. L'imagerie de flux par résonnance magnétique nucléaire a ainsi été utilisée comme méthode de référence pour mesurer les flux d'écoulements de sève dans un processus non invasif de mesure des impulsions thermiques. Dans le contexte de réchauffement climatique actuel, ces techniques peuvent être utilisées pour étudier la gestion hydrique de certains arbres comme le ricin, l'arbrisseau à l'origine de l'huile de ricin. L'analyse d'extraits végétaux a également permis d'obtenir énormément d'informations sur des métabolites potentiellement intéressants d'un point de vue médical. En utilisant par exemple, les techniques de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse et la RMN (LC-NMR-MS), les chercheurs ont pu identifier le profil métabolique de cinq échantillons différents de riz. Ce qui leur a permis, en associant ce profil métabolique avec le profil génétique correspondant, de mieux comprendre la régulation de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. Les recherches ont montré que, lorsqu'elles font partie de notre alimentation, ces molécules flavonoïdes avaient des propriétés anti-inflammatoires et anti-cancéreuses. Les chercheurs ont également analysé le thé vert et proposé une nouvelle voie de synthèse des molécules protectrices sur la base de leurs résultats en imagerie nucléaire. Ces techniques d'analyses hypersensibles ont permis d'identifier à des concentrations indétectables à ce jour de nouveaux composés fonctionnels comme les diterpènes néoclérodanes. Ces substances recèlent un potentiel pharmaceutique anti-inflammatoire, cytotoxique et hépatotoxique, elles peuvent également être utilisées comme molécules antiappétentes anti-nuisibles. L'acquisition d'un système de RMN portable a permis aux chercheurs de faire des études sur plantes entières, une caractéristique fondamentale si l'on veut par exemple étudier le comportement des arbres du point de vue de la biomasse, le flux de phloème, l'assimilation du CO2 (dioxyde de carbone) ou la production de biocarburants. Les systèmes racinaires, la transpiration ou l'assimilation de nutriments ont également pu être étudiés in situ. Les recherches en agriculture, dans les sciences environnementales ou la pharmacopée naturelle devraient prendre de l'importance parallèlement à l'utilisation de ces équipements de pointe. Les infrastructures de l'université de Wageningen, dont un appareil à résonance de spin électronique (ESR, electron spin resonator) avec son informatique et ses banques de données, permettront de faire face à cette demande.
