Учёные обнаружили гены, участвующие в синтезе противовирусного соединения в лишайниках
Международное исследование под руководством учёных с факультета фармации Мадридского университета Комплутенсе идентифицировало серию биосинтетических генов, участвующих в производстве усниновой кислоты в лишайниках. Это соединение проявляет противовирусную, антиоксидантную, нейропротекторную, антибактериальную и противораковую активность.
Не все лишайники — композитные организмы, возникающие в результате симбиоза грибов и зелёных водорослей или цианобактерий — производят это соединение. Исследование, опубликованное в Genome Biology and Evolution, объяснило, почему у непродуцирующих видов происходит потеря специфических биосинтетических генов.
«Идентификация генов, участвующих в биосинтезе этих соединений, необходима для будущих исследований, требующих их выделения и массового производства. Кроме того, использованный нами геномный подход помог выявить новые биосинтетические гены (PKS) ещё неизвестных соединений, которые могут представлять фармакологический интерес», — пояснил первый автор исследования Давид Писарро.
Для проведения исследования учёные секвенировали геномы 40 видов лишайников, производящих и не производящих усниновую кислоту.
«Геномы были собраны, аннотированы и сравнены с помощью биоинформатических инструментов и вычислительной биологии. Мы также проанализировали разнообразие соединений лишайников с помощью хроматографии», — добавил Писарро.
Новое семейство генов с неизвестной функцией
Исследование также идентифицировало и описало новое семейство биосинтетических генов (PKS) с неизвестной функцией, которое может быть специфичным для лишайников.
«Мы выявили множество кластеров биосинтетических генов неизвестной функции, некоторые из которых гомологичны другим генам, участвующим в биосинтезе антибиотиков и токсинов. Это открывает новое направление исследований для поиска новых молекул в фармацевтической промышленности», — сообщил исследователь Прадип Дивакар.
Лишайники имеют большое экологическое значение. Они широко используются как биоиндикаторы загрязнения воздуха и других факторов из-за высокой чувствительности к изменениям окружающей среды, формируют основу пищевой цепи в специализированных экосистемах, а также служат важным ресурсом для строительства птичьих гнёзд благодаря антибактериальной и противогрибковой активности своих вторичных соединений.
«Ещё одна важная функция лишайников связана с образованием почвы: они могут предотвращать эрозию и помогать удерживать влагу, способствуя укоренению сосудистых растений», — заключил Писарро.