« Ces enzymes ancestrales sont plus robustes et flexibles que leurs descendants »

L'équipe a constaté que, comparativement aux enzymes modernes, les ancêtres reconstitués
étaient plus faciles à produire dans des micro-organismes comme les levures.
Ce constat est important compte tenu de l'intérêt croissant
porté aux méthodes biotechnologiques
plutôt qu'aux méthodes végétales de production de cannabinoïdes.

« À l’heure actuelle, il n’existe aucune plante de cannabis présentant une teneur naturellement élevée en CBC », explique van Velzen

Des scientifiques ont ressuscité des enzymes de cannabis disparues et retracé les origines de la drogue.
Nature
13 janvier 2026
Par Russell McLendon

image en gros plan d'une plante de cannabis
(Lindsay Fox/Flickr/CC BY 2.0)

Le cannabis est une plante aux multiples talents, qui recèle une véritable pharmacopée dans ses fleurs et son feuillage. Nombre de ses composés ont évolué il y a des millions d'années pour repousser les parasites ou les agents pathogènes, mais l'homme leur a découvert quelques autres usages au cours des millénaires récents.

Une nouvelle étude se penche sur le passé du cannabis pour explorer les origines évolutives de certains de ses composés bioactifs les plus célèbres : le tétrahydrocannabinol (THC), le cannabidiol (CBD) et le cannabichromène (CBC).

Grâce à une technique appelée reconstruction de séquences ancestrales (ASR), des chercheurs de l'université et du centre de recherche de Wageningen, aux Pays-Bas, ont mis en lumière des enzymes disparues depuis longtemps qui produisaient ces composés chez un ancêtre du cannabis. Ils ont également « ressuscité » ces enzymes ancestrales afin d'étudier leur fonctionnement.

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Bien que leurs découvertes soient précieuses pour leur contribution à notre compréhension de l'évolution, elles ont également des applications pratiques.

« Ces enzymes ancestrales sont plus robustes et flexibles que leurs descendants », explique Robin van Velzen, biosystématicien, « ce qui en fait des points de départ très intéressants pour de nouvelles applications en biotechnologie et en recherche pharmaceutique. »

On cultive le cannabis depuis la préhistoire , l'utilisant pour se nourrir, se vêtir, se soigner et se divertir. Aujourd'hui, les scientifiques savent que la plante peut produire des centaines de cannabinoïdes , de terpènes , de flavonoïdes et d'autres composés phytochimiques différents, dont certains possèdent des propriétés médicinales ou psychoactives uniques.

Pilules de cannabis et huile de CBD
L'être humain a trouvé de multiples utilisations aux composés du cannabis. (rimmabondarenko/Canva)

L'étude porte sur des enzymes spécifiques appelées cannabinoïdes oxidocyclases, qui transforment l'acide cannabigérolique (CBGA) en divers autres cannabinoïdes aux effets bioactifs différents , exerçant ainsi une influence significative sur le potentiel thérapeutique du cannabis.

Malgré l'importance manifeste des cannabinoïdes oxydocyclases, ces enzymes restent encore mal connues. Faute d'informations précises sur leur histoire et leurs mécanismes d'action, les auteurs ont entrepris de les étudier en retraçant leur histoire et en reconstituant leurs ancêtres disparus.

Chez les plants de cannabis modernes, la production de THC, de CBD et de CBC repose sur trois enzymes distinctes, chacune étant spécialisée dans la synthèse d'un seul de ces cannabinoïdes. Cependant, selon les auteurs de l'étude, le processus aurait pu être différent il y a des millions d'années.

« En ressuscitant et en caractérisant trois oxydocyclases cannabinoïdes ancestrales, nous avons testé expérimentalement l’hypothèse selon laquelle le métabolisme du CBGA est apparu chez un ancêtre récent du cannabis », écrivent -ils .

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S’appuyant sur des séquences d’ADN apparentées chez les plantes modernes, l’ASR permet aux scientifiques de reconstruire un gène ancestral à partir d’un alignement de séquences multiples , rendant possible la résurrection de protéines anciennes.

En utilisant cette approche, l'équipe a recréé des enzymes de cannabis disparues telles qu'elles étaient il y a des millions d'années, avant l'apparition du cannabis moderne (ou de l'homme moderne).

L'ancêtre commun des cannabinoïdes oxydocyclases modernes pouvait apparemment produire simultanément plusieurs types de cannabinoïdes. Les enzymes spécialisées dans un seul composé ne sont apparues que plus tard, suite à des duplications de gènes survenues au cours de l'évolution du cannabis.

Ces résultats suggèrent que la capacité à métaboliser le CBGA est apparue chez un ancêtre récent du cannabis, et que les premières oxydocyclases cannabinoïdes étaient des enzymes « promiscueuses », produisant des précurseurs pour plusieurs cannabinoïdes plutôt que de se spécialiser dans un seul comme le font leurs homologues modernes.

Les résultats « confirment également que l’acquisition de l’activité de la cannabinoïde oxidocyclase est apparue indépendamment » dans la famille du cannabis et dans des plantes productrices de cannabinoïdes apparentées de manière éloignée, comme les rhododendrons, écrivent les chercheurs .

L'équipe a constaté que, comparativement aux enzymes modernes, les ancêtres reconstitués étaient plus faciles à produire dans des micro-organismes comme les levures. Ce constat est important compte tenu de l'intérêt croissant porté aux méthodes biotechnologiques plutôt qu'aux méthodes végétales de production de cannabinoïdes.

« Ce qui semblait autrefois "inachevé" d'un point de vue évolutif s'avère en réalité extrêmement utile », déclare van Velzen.

Le CBC, par exemple, est un cannabinoïde reconnu pour ses propriétés anti-inflammatoires et analgésiques, pourtant les plants de cannabis modernes n'en produisent que très peu.

Une enzyme ancienne reconstituée dans cette nouvelle étude représente cependant un « intermédiaire évolutif » qui excelle dans la production de CBC.

« À l’heure actuelle, il n’existe aucune plante de cannabis présentant une teneur naturellement élevée en CBC », explique van Velzen . « L’introduction de cette enzyme dans une plante de cannabis pourrait donc mener à des variétés médicinales innovantes. »

L'étude a été publiée dans le Plant Biotechnology Journal .