Гены пиретрума дают противораковые соединения

Растение Nicotiana benthamiana, похожее на табак, можно использовать для производства потенциальных противораковых препаратов. Исследователи из Вагенингенского университета (Wageningen UR) обнаружили, какие гены в траве пиретрума (Tanacetum parthenium) ответственны за выработку биоактивных ингредиентов, используемых в различных типах лекарств. Они экспрессировали эти гены в N. benthamiana и успешно произвели целевое лекарственное вещество.

Водорастворимые биоактивные соединения

«Помимо биоактивного соединения партенолида, которое мы стремились получить, мы обнаружили, что N. benthamiana также производит слегка модифицированные соединения. Они более растворимы в воде и поэтому могут лучше усваиваться пациентами. Это очень многообещающе для применения в медицине», — говорит Цин Лю, который защитит результаты своего PhD-исследования в понедельник, 2 декабря 2013 года.

Преимущества генетической модификации табака

Извлечение генов из пиретрума и их экспрессия в табачном растении имеют ряд преимуществ. «Пиретрум нелегко культивировать. Для обеспечения непрерывного производства лекарственных соединений со стабильным качеством важно работать с растениями, которые можно содержать в контролируемой среде», — объясняет Рик де Вос из Plant Research International. Профессор Харро Боумэстер добавляет: «Концентрации партенолида в пиретруме довольно низкие. N. benthamiana, которая быстро растет, имеет потенциал для производства гораздо больших количеств. Плюс она производит более водорастворимые варианты партенолида».

Повышение концентраций

«Чтобы увеличить производство партенолида, нам, вероятно, придется использовать еще несколько генов. Партенолид производится в четыре этапа. Первый этап производит что-то, что используется на втором этапе, и так далее. Нам, вероятно, нужно сделать что-то до первого шага, чтобы увеличить выход всего пути», — говорит Лю. Боумэстер поясняет: «Производство высоких концентраций партенолида было бы фатальным для растения. Поэтому оно преобразует его в более водорастворимые варианты. Сначала это казалось проблемой, так как мы теряли партенолид. Теперь выясняется, что водорастворимые варианты также имеют преимущества».

Конкуренция за открытие генов

Главной целью Лю во время его PhD-исследования в рамках EU-проекта TERPMED было найти гены в пиретруме, участвующие в производстве лекарственного партенолида. «Первый ген у нас уже был, когда я начал исследование, но статья о втором гене от конкурирующей группы была опубликована, пока я изучал, какие части пиретрума содержат самые высокие концентрации партенолида», — говорит он. Изучение физиологии растения было необходимо, чтобы понять, где искать гены.

Публикация о первых двух генах помогла идентифицировать другие задействованные гены, но также означала конкуренцию с другими исследователями по всему миру. Лю: «Я нашел третий ген, но в день, когда я хотел отправить свою статью, канадская группа опубликовала то же открытие». Открытие Лю четвертого гена настолько свежо, что оно еще не опубликовано. «Мы отправили статью в высокорейтинговый научный журнал и надеемся, что она будет принята. Надеюсь, на этот раз мы опередим конкурирующую группу».