В хризантеме «вырастили» лекарство от малярии

Российские ученые успешно перенесли гены полыни, отвечающие за производство природного антибиотика артемизинина, в хризантему. Это вещество может быть эффективно против малярии. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Plants.

Малярия — распространенная инфекционная болезнь, которая угрожает едва ли не половине населения мира. Ее возбудители — это одноклеточные паразиты плазмодии, передаваемые человеку при укусах малярийных комаров. Попадая с кровотоком в клетки печени и размножаясь в ней, плазмодии вызывают приступы лихорадки, острую печеночную и почечную недостаточность, анемию, увеличение внутренних органов и токсический шок. Более сложная форма заболевания приводит к отеку легких и малярийной коме. По последним данным Всемирной организации здравоохранения, ею переболели свыше 228 миллионов человек, скончались — 405 тысяч.

Во многие страны инфекция завозится туристами, у которых есть иммунитет к возбудителю. В последнее время из-за миграции населения устойчивые очаги малярии все чаще регистрируются в Московской области и на Кавказе. Ученые предполагают, что наблюдающееся потепление климата только ускорит распространение малярии в России, так как увеличится период эффективной заражаемости комаров.

При заражении тропической малярией нужны препараты, содержащие артемизинин — природный антибиотик, получаемый из однолетней полыни. Но в России до сих пор не производятся ни артимизинин, ни какие-либо другие антималярийные средства: для лечения выписываются только зарубежные аналоги. Даже за границей используют препарат из дикорастущих растений, а массового производства нет.

Ученые Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова (ИБХ) РАН предложили производить артемизинин альтернативными методами: не только при помощи получения из природных источников, а в лабораторных условиях, методом генетической инженерии.

Основная идея авторов заключается в том, чтобы перенести гены метаболического пути (ряда реакций биосинтеза) артемизинина полыни в другое растение-хозяин. Таким образом получится увеличить количество вещества в несколько раз. В среднем содержание лечебного вещества в полыни составляет не более 1% от сухой массы листьев, а для масштабного клинического производства этого недостаточно. Для генетической модификации ученые использовали хризантему садовую, которая отличается естественно высоким содержанием терпеноидов и их предшественников –биологически активных природных соединений, обладающих широким спектром лекарственных свойств. Это делает хризантему перспективной платформой для получения артемизинина.

Благодаря пересаженным генам, отвечающим за развитие нужного признака, лекарственное вещество будет производиться в хлоропластах, следовательно, во всем листе. Полынь же вырабатывает артемизинин только в трихомах — волосковых клетках, покрывающих поверхность листа, отсюда и низкий выход.

Биологи проанализировали работу всех целевых генов независимых трансгенных линий. Для этого они превратили молекулы РНК в одноцепочечную взаимодополняющую ДНК и сделали большое количество ее копий (провели полимеразную цепную реакцию с обратной транскрипцией). Сейчас первые успешно выведенные генетически модифицированные хризантемы выращиваются в теплице для следующего этапа научных исследований. Присутствие артемизинина в них подтверждается тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографией (одним из самых точных методов разделения и анализа сложных смесей).

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Facebook, Twitter, Telegram.