Le caféier fabrique sa caféine en trois méthylations successives à partir de la xanthosine : xanthosine, 7-méthylxanthosine, 7-méthylxanthine, théobromine, caféine. Chaque étape est catalysée par une N-méthyltransférase ; chez le café on les nomme XMT, MXMT et DXMT. Le génome de Coffea canephora, publié dans Science en 2014 par Denoeud et ses coauteurs, montre que cette famille de gènes s'est dupliquée et spécialisée dans la lignée du café indépendamment de celles du thé et du cacao : la caféine a été inventée au moins trois fois par l'évolution, avec des enzymes différentes qui aboutissent à la même molécule.

La revue de Yang et coauteurs (2026) précise que le canephora porte trois copies très exprimées de ces gènes et l'arabica six copies moins exprimées, ce qui explique une partie de l'écart de teneur entre les deux espèces.

Denoeud et al., The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis, Science 345 (2014) ; Yang et al. 2026, p. 3-4, via digest ; LC ch. 19

Le rôle de la molécule dans la plante est double. Nathanson montre en 1984 dans Science que la caféine et les méthylxanthines voisines inhibent l'alimentation des insectes et les tuent aux concentrations naturellement présentes dans les feuilles et les graines, par blocage de la phosphodiestérase et accumulation d'AMP cyclique dans leurs cellules : c'est un pesticide que la plante synthétise elle-même. Wright et coauteurs montrent en 2013, dans la même revue, que le nectar de Coffea et de Citrus contient de la caféine à faible dose et que les abeilles récompensées par un nectar caféiné mémorisent trois fois mieux l'odeur de la fleur que celles nourries au sucre seul, par antagonisme des récepteurs de l'adénosine dans leurs corps pédonculés.

Repousser les mangeurs de feuilles, fidéliser les butineuses : que la même molécule réveille les humains est, du point de vue du caféier, un effet secondaire.

Nathanson, Caffeine and related methylxanthines: possible naturally occurring pesticides, Science 226 (1984) ; Wright et al., Caffeine in floral nectar enhances a pollinator's memory of reward, Science 339 (2013)