От токсинов к лекарствам. Ядовитые цветы помогут создать новые препараты против рака и боли
Международная группа ученых из Университета штата Мичиган и Чешской академии наук сделала важный шаг к созданию новых высокоэффективных лекарственных средств.
Исследователи расшифровали первые биохимические этапы синтеза сложных дитерпеноидных алкалоидов у двух чрезвычайно токсичных растений — аконита и дельфиниума. Результаты этой фундаментальной работы были опубликованы в научном издании Molecular Plant .
Несмотря на то, что эти растения способны вызывать паралич и тяжелые поражения нервной системы даже в микроскопических дозах, содержащиеся в них соединения обладают огромным потенциалом для медицины и сельского хозяйства. Ученые убеждены, что на их основе можно создать инновационные препараты для лечения боли, малярии и онкологических заболеваний, а также средства для борьбы с вредителями.
Основная сложность заключалась в том, что растения синтезируют эти вещества в очень малых количествах, а их химическая структура чрезвычайно сложна. Например, соединение аконитин ученые выделили почти двести лет назад, однако воспроизвести его в лабораторных условиях не удавалось десятилетиями. Чтобы раскрыть этот секрет, авторы исследования проанализировали тысячи генов у различных видов аконита и дельфиниума, отслеживая их активность в тканях.
Собрав необходимые генетические инструкции, ученые перенесли их в исследуемые растения табака, которые послужили биологической фабрикой. Эксперимент оказался успешным: шесть различных ферментов сработали как единый конвейер и синтезировали дитерпеноидный алкалоид атизинин.
В перспективе это открытие позволит переносить генетические коды синтеза в микроорганизмы, такие как дрожжи. Такой метод биохакинга даст возможность получать ценные фармацевтические вещества в промышленных масштабах, создав устойчивый и экологически чистый источник для производства новых лекарств.