Неожиданное открытие нового гена в растениях может изменить создание лекарств

Растения могут применять бактериальные генетические структуры для синтеза мощных химических соединений, что открывает перспективы для создания новых лекарств. Алкалоиды, которые растения производят для защиты от вредителей и болезней, издавна используются в медицине и повседневной жизни. К примеру, кофеин и никотин — это лишь два из множества алкалоидов, применяемых человеком. Учёные изучают механизмы их синтеза, чтобы оптимизировать производство лекарств, снизить экологическое воздействие и повысить эффективность.

Исследователи из Йоркского университета изучили растение Flueggea suffruticosa, которое содержит алкалоид секуринин. Они обнаружили ген, ответственный за его синтез, и он имеет структурное сходство с генами бактерий, а не типичными растительными последовательностями. Это показывает, что растения могут использовать генетические инструменты микроорганизмов для синтеза защитных соединений.

Доктор Бенджамин Лихман из Йоркского университета подчеркнул значимость этого открытия: «Обнаружение бактериального гомолога гена, который контролирует синтез важного растительного алкалоида, неожиданно и представляет значительный интерес. Это указывает на то, что растения используют биологические механизмы, характерные для микробов, для производства своих защитных веществ. Особенно примечательно, что этот ген синтезирует секуринин иначе, чем другие растительные алкалоиды».

После этого открытия аналогичные генетические элементы были найдены в ДНК многих других растений. Это открывает новые возможности для поиска и идентификации полезных природных соединений и понимания механизмов их биосинтеза. Эти генетические элементы могут быть использованы для разработки методов лабораторного производства ценных веществ, что снижает необходимость в сборе редких растений или применении вредных промышленных технологий.

Доктор Лихман отметил: «Алкалоиды — это токсичные соединения, поэтому их использование в лекарствах требует строгого контроля. Понимание механизма их синтеза может помочь разработать новые методы модификации или получения, чтобы снизить токсичность растений. Теперь, когда мы знаем, как искать эти пути и понимаем, что они могут быть у широкого спектра растений, у нас есть новые возможности для создания безопасных лекарств».

Результаты исследования, опубликованные в журнале «New Phytologist», углубляют понимание процессов роста и адаптации растений, что может быть полезно для улучшения сельскохозяйственных культур. Исследователи отмечают, что природа скрывает множество тайн, и дальнейшие открытия в ботанике могут привести к значительным прорывам в медицине, сельском хозяйстве и экологии.