Табачные растения как спасители жизни
Университет Квинсленда (QUT, Австралия) стал единственным международным партнером в европейском проекте стоимостью 10,5 млн австралийских долларов. Цель проекта — выведение новых сортов табака, которые можно использовать в качестве биофабрик для производства фармацевтических препаратов и вакцин.
Исследователь доктор Кара Мортимер из Центра тропических культур и биокоммодитис QUT заявила, что проект направлен на разработку продвинутого «набора инструментов» методов селекции растений для табака.
Эти инструменты будут использоваться для создания высокоценных, некурительных сортов табака, которые станут фабриками по производству молекул и белков для жизненно важных лекарств и вакцин.
Проект призван предоставить табачные растения, которые являются эффективными биофабриками и могут выращиваться в сельском хозяйстве, что станет альтернативой традиционному табаководству. Традиционное табаководство приходит в упадок по всему миру, что создает социальные проблемы во многих сельских районах, где жизнь сообществ и средства к существованию фермеров были построены вокруг этой культуры.
QUT пригласили к сотрудничеству во многом благодаря работе профессора молекулярной генетики Питера Уотерхауса и его команды из того же центра, которые секвенировали геном австралийского аборигенного табачного растения Nicotiana benthamiana.
N. benthamiana, известное аборигенам как растение Питджури, считается «лабораторной крысой» молекулярного мира растений и глобально используется генетиками в качестве экспериментального хозяина в вирусологии растений.
N. benthamiana также все чаще становится биофабрикой для рекомбинантных белков, используемых в медицине, промышленности и исследованиях. Его использовали для производства ZMapp — коктейля антител, применявшегося во время вспышки Эболы в 2015 году. Сейчас растение тестируют для производства целого ряда фармацевтических белков: от вирусных вакцин до терапевтических средств для лечения рака молочной железы, неходжкинской лимфомы, аутоиммунных заболеваний и грибковых инфекций.
Команда профессора Уотерхауса проследила историю лабораторного штамма этого растения и выяснила, что оно растет у границы Западной Австралии и Северной территории, а его семена были отправлены австралийским ученым в Америку в 1939 году и с тех пор передавались из лаборатории в лабораторию. Геном этого растения содержит почти 60 000 генов, что вдвое больше, чем у обычного растения.
Исследователи QUT секвенировали около 85% этих генов и поделились информацией через открытый веб-сайт. Еще 11% генов частично секвенированы, а оставшиеся 4% еще предстоит идентифицировать.
Участие в проекте Newcotiana позволит секвенировать 100% генома растения. Проект предоставит доступ к передовым технологиям секвенирования и сборки для создания более точной карты генома, которую можно будет предоставить консорциуму и всему научному сообществу через уже созданный веб-ресурс.
Профессор Уотерхаус и его команда собрали коллекцию различных «диких» N. benthamiana со всей Австралии и частично секвенировали их геномы. Они обнаружили, что в этих «диких» вариантах представлено даже больше генов, чем в лабораторном растении. Это неиспользованный ресурс, открывающий еще больше возможностей.