C'est la substance psychoactive la plus populaire au monde, consommée par milliards chaque jour. Nous l’aimons tellement, nous avons envoyé une machine spéciale pour le faire dans l’espace. Mais jusqu'à présent, le café a gardé plusieurs secrets pour son succès. Comment la plante a-t-elle obtenu son coup de caféine? Comment la fève produit-elle son arôme et son goût préférés? Et le café peut-il réellement être bon pour vous?
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AcheterLes scientifiques ont maintenant séquencé le génome du café Robusta ( Coffea canephora ), ce qui représente environ un tiers des 2, 25 milliards de tasses de café que nous buvons chaque jour. (L’espèce Arabica, étroitement apparentée, remplit la plupart des mugs du monde.) Publié aujourd'hui dans la revue Science, un article décrivant le génome du café compare également les séquences génétiques de la plante à celles de la vigne, de la tomate et d' Arabidopsis, un organisme modèle commun biologie végétale, révélant certaines des adaptations uniques du café. Avec ce nouvel outil, de nouvelles recherches pourraient aider à trouver des réponses à ces énigmes du café.
Pourquoi les plantes produiraient de la caféine?
Bien que nous ayons envie de notre choc matinal, il n’est pas évident de savoir pourquoi le caféier évoluerait en caféine dans un cadre naturel. Le co-auteur de l'étude, Victor Albert, biologiste de l'évolution des plantes à l'Université de Buffalo, affirme qu'il existe trois théories principales pour expliquer le phénomène.
La caféine peut empêcher les herbivores de manger les feuilles. «La caféine s'accumule extrêmement fortement dans les feuilles», explique Albert. On a même essayé de faire du thé à partir de feuilles de café, mais cela n’a pas le même goût que le café à base de haricots. Il est également possible que les caféiers utilisent la caféine pour supplanter leurs voisins. «L'idée est qu'après la chute des feuilles, la caféine s'infiltre dans le sol, ainsi que d'autres composés, et inhibe la germination des graines d'autres plantes en concurrence pour des ressources limitées, de la lumière et de l'espace», dit-il. La caféine peut également attirer les pollinisateurs en leur faisant vibrer. «Les recherches publiées dans Science l'année dernière suggèrent que la caféine habituerait les pollinisateurs. Cela agit en quelque sorte sur eux de la même manière que pour nous, les obligeant à revenir pour plus d'argent », dit Albert.
Bien que la réponse à ce mystère de longue date ne se trouve pas dans la nouvelle étude, on pourrait le trouver maintenant que nous avons le génome détaillé de la plante. «Cela ne me surprendrait pas si ces trois théories sont correctes dans une certaine mesure», déclare Albert.
Comment la caféine a-t-elle évolué?
Les biologistes ont envisagé deux voies génétiques menant à la production de caféine, explique Albert. Une idée est que toutes les plantes à fleurs avaient les gènes pour commencer, et seulement quelques-unes ont commencé à produire de la caféine sérieusement. Ou encore, la biosynthèse de la caféine a évolué plusieurs fois via des voies uniques dans des groupes de plantes éloignés.
L’étude du génome confirme ce deuxième scénario. Les analyses montrent que les gènes qui infusent la caféine dans le café sont différents de ceux qui composent le composé dans le thé et le cacao. «Le café et le thé ont partagé un ancêtre commun il y a peut-être 100 millions d'années», explique Albert. «Café et chocolat il y a peut-être 120 millions d'années. Nous parlons donc de plantes séparées depuis très longtemps qui ont indépendamment développé la capacité de produire de la caféine. ”
Les plantes portent des versions des mêmes gènes de la caféine, mais de minuscules changements ont provoqué de grandes différences dans leurs rôles biologiques. "Les gènes qui codent les enzymes de la caféine dans le café ont des parents proches dans le chocolat, par exemple, mais dans le chocolat, ces gènes ne produisent pas de caféine, ils produisent autre chose", explique Albert. «Il existe un grand domaine de recherche dans le domaine de la chimie de synthèse des concepteurs, dans lequel les gens modifient de façon modeste des groupes d’enzymes pour qu’ils remplissent de nouvelles fonctions», ajoute-t-il. "Ce genre de chimie de designer a été réalisé accidentellement par ces plantes produisant de la caféine dans la nature."
Une civette mange des baies de café mûres dans une plantation en Indonésie. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) Qu'est-ce qui donne au café sa saveur et son arôme irrésistibles?
La caféine haute n'est pas le seul attribut de dépendance du café. Le génome récemment décrit débloque également les origines des goûts et des odeurs particuliers qui incitent les gens à revenir plus longtemps. «Notre étude a mis en évidence des gènes qui fabriquent des composés alcaloïdes, qui sont connus pour leurs arômes amers», explique Albert. «Nous avons trouvé un autre groupe d'enzymes enrichies qui fabriquent des composés flavonoïdes, qui sont un autre élément du goût. Nous avons également mis en évidence les gènes impliqués dans les voies des acides gras. Nous avons donc identifié de nombreux aspects génétiques de l'arôme et de la saveur. »
Savoir exactement quels gènes sont responsables des arômes ou des arômes les plus désirés peut permettre de produire un café offrant davantage de ce que nous aimons par le biais de la sélection ou du génie génétique.
Pouvons-nous rendre le café plus sain?
Certains des nombreux composés du café, que les buveurs aiment stresser, ont des caractéristiques qui favorisent la santé humaine, telles que des antioxydants censés protéger les cellules des dommages. Des travaux récents suggèrent même que la caféine dans le café aide les gens à conserver de nouveaux souvenirs. Mais les autres composants du café sont moins sains, voire légèrement cancérogènes. (Au moins, c'est un mythe que le café freine votre croissance.)
Toute cette chimie extrêmement complexe peut être éclairée par une analyse du génome, ce qui pourrait servir de base à des stratégies de sélection ou de manipulation génétique visant à maximiser le bien et à minimiser les dommages trouvés dans le brassin. «Tout ce qui est connu sur le café et qui présente un intérêt peut être génétiquement ciblé», déclare Albert.
Le café peut-il survivre au changement climatique?
Le caféier cultivé est né en Éthiopie et l’Afrique reste le centre de la diversité du café. Aujourd'hui, l'usine est également une culture de rente majeure au Brésil, au Vietnam, en Indonésie et en Colombie. Mais cette production mondiale dépend de variétés relativement peu diversifiées, ce qui les rend vulnérables aux menaces telles que les maladies, les ravageurs et le changement climatique.
Dani Zamir de l'Université hébraïque de Jérusalem espère que le génome pourra être utilisé pour stimuler la sélection du café et maintenir la culture populaire en plein essor. "La clé pour assurer la survie du café en tant que culture abordable réside dans la variation génétique constatée chez les espèces africaines", a écrit Zamir dans un article en perspective accompagnant l'étude. Comparé à de nombreuses plantes, le café possède des gènes très spécifiques de résistance aux agents pathogènes, révèle le génome, révélant peut-être une cible tactique pour la lutte de l’agriculture visant à maintenir des cultures saines.
Des enquêtes récentes menées en Éthiopie ont révélé ce que Zamir a qualifié de "taux alarmant d’érosion génétique du pool génétique en raison de la déforestation et d’efforts de conservation insuffisants". Il a appelé à l’utilisation du génome nouvellement séquencé comme outil de surveillance et d’atténuation de ces menaces projets de sélection assistée par génomique dans les pays exportateurs de café, garantissant ainsi un avenir comprenant des fèves de haute qualité pour la préparation quotidienne du monde.
