Трансгенные растения против малярии

Учёные обнаружили ген, который позволяет удвоить выработку артемизинина в растении Artemisia annua. Комбинированная терапия на основе артемизинина (ACT) является стандартным лечением малярии во всём мире, рекомендованным Всемирной организацией здравоохранения (WHO). Работа, опубликованная в The Plant Journal, представляет собой важный шаг к снижению стоимости производства артемизинина.

Молекула артемизинина — активное вещество, синтезируемое в микроскопических волосках (трихомах) Artemisia annua — является основным компонентом противомалярийных препаратов. Однако его использование ограничено низким содержанием в растении и высокой стоимостью химического синтеза.

Международная исследовательская группа под руководством учёных из Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики (CRAG) и Sequentia Biotech S.L. смогла получить методом генной инженерии растения Artemisia annua, производящие в два раза больше артемизинина.

Ключевое открытие: ген AaMYB1 имеет двойную функцию: он способствует образованию трихом на листьях и синтезу артемизинина внутри них. «Манипулируя этим геном, мы вырастили растения, которые содержат гораздо больше артемизинина, чем их дикие аналоги», — объясняет Сорайя Пелас, ведущий автор статьи.

Учитывая, что 90% случаев малярии и 92% смертей от неё происходят в странах Африки к югу от Сахары, это открытие может стать важным шагом к снижению стоимости жизненно необходимого препарата.

Растение как фабрика

Исследование — пример передачи знаний. Изучение формирования трихом у модельного растения Arabidopsis thaliana позволило предположить, что этим процессом можно управлять у растений с промышленным применением.

«Одна из главных целей Sequentia Biotech — производить артемизинин того же качества, но по более низкой цене. Мы хотим использовать Artemisia в качестве естественной недорогой фабрики противомалярийных средств», — подчёркивает Луис Матиас-Эрнандес, первый автор работы.

За пределами артемизинина

Учёные подтвердили роль гена AaMYB1, обнаружив аналогичный ген AtMYB61 у Arabidopsis thaliana. Его сверхэкспрессия также привела к увеличению количества трихом на листьях, что доказывает ключевую роль этих генов у эволюционно далёких видов.

«Идентификация этого гена может быть полезна и для других растений, чьи трихомы производят интересные вещества, например, ментол у мяты или тимол у тимьяна», — добавляют исследователи.