Учёные производят полезные природные соединения в томатах — потенциал для промышленного масштабирования

Учёные из Центра Джона Иннеса нашли способ эффективного производства промышленных количеств полезных природных соединений, выращивая их в томатах.

Эти соединения — фенилпропаноиды, такие как ресвератрол (соединение из вина, которое, как сообщалось, продлевает жизнь в исследованиях на животных) и генистеин (соединение из соевых бобов, которое, как предполагается, играет роль в профилактике связанных со стероидными гормонами раков, особенно рака молочной железы).

В результате исследования под руководством докторов Ян Чжана и Эудженио Бутелли из лаборатории профессора Кэти Мартин один томат может производить количество ресвератрола, эквивалентное его содержанию в 50 бутылках красного вина. Один томат также произвёл количество генистеина, содержащееся в 2.5 кг тофу.

Исследователи изучали эффект белка AtMYB12 из растения Arabidopsis thaliana. Этот белок активирует широкий набор генов, вовлечённых в метаболические пути, ответственные за производство полезных для растения природных соединений. Он действует как «кран», увеличивая или уменьшая производство.

Интересно, что введение этого белка в томатное растение не только увеличило его способность производить природные соединения (активируя производство фенилпропаноидов), но и повлияло на количество энергии и углерода, которое растение направляет на их синтез. В ответ на влияние белка AtMYB12 растения стали производить больше фенилпропаноидов и флавоноидов, направляя больше энергии на этот процесс в плодах.

Введение в томаты как AtMYB12, так и генов из растений, кодирующих ферменты для синтеза ресвератрола (из винограда) и генистеина (из бобовых), привело к получению томатов, способных производить до 80 мг нового соединения на грамм сухого веса. Это демонстрирует возможность промышленного масштабирования.

Томаты — высокоурожайная культура (до 500 тонн с гектара в странах с наивысшей урожайностью, FAOSTAT 2013), требующая относительно мало ресурсов. Поэтому производство ценных соединений в томатах может быть более экономичным способом, чем их искусственный синтез в лаборатории или экстракция в мизерных количествах из традиционных источников (виноград, соя и т.д.). Томаты можно собрать, выжать сок и извлечь ценные соединения из сока.

Профессор Кэти Мартин: «Наше исследование предоставляет общий инструмент для производства ценных фенилпропаноидных соединений в промышленных масштабах в растениях. Наша работа будет интересна различным областям исследований».

Доктор Ян Чжан: «Лекарственные растения с высокой ценностью часто трудно выращивать, и для производства нужных соединений требуются долгие сроки культивации. Наше исследование предоставляет фантастическую платформу для быстрого производства этих ценных лекарственных соединений в томатах. Целевые соединения можно очищать прямо из томатного сока».