9 августа 2020, воскресенье, 08:10
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Хризантему научили синтезировать лекарство от малярии, наделив ее генами полыни

Хризантема садовая
Хризантема садовая
Pixabay

Ученые перенесли гены полыни в хризантему, чтобы получить первое отечественное лекарство от малярии. Трансгенные растения будут отличаться высоким содержанием природного антибиотика артемизинина, который играет в наши дни основную роль в лечении малярии. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Plants, кратко о них рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Малярия 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. В последнее время из-за миграции населения устойчивые очаги малярии всё 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 (историю открытия этого лекарства можно узнать из отдельного очерка). 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 альтернативным методом: в лабораторных условиях, при помощи генетической инженерии.

«Большинство современных лекарств содержат в качестве действующих агентов вещества, которые либо сами, либо их предшественники были когда-то выделены из растений. Вытяжка из полыни действительно работает, но сам однолетник растет в каменистой, степной местности и в других климатических условиях его очень мало. Поэтому чтобы получить лекарственное вещество в объемах, достаточных для широкого производства, нужно сосредоточиться на современных методах молекулярной биологии», — рассказал Сергей Долгов, руководитель проекта по гранту РНФ, доктор биологических наук, заведующий лабораторией экспрессионных систем и модификации генома растений ИБХ РАН.

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.

В лаборатории профессора Александра Вайнштейна из Еврейского университета Иерусалима — соавтора исследования — уже выделили четыре гена: ADS, CYP71AV1, DBR2 и CPR. Все они кодируют ферменты метаболического пути биосинтеза лекарственного вещества. После того как их «пересадят» в новую среду и добавят дополнительные гены, ожидается повышение уровня накопления артемизинина до коммерчески пригодного.

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).

Теперь биологам предстоит повысить уровень накопления артемизинина в полученных растениях и разработать эффективный протокол его выделения, а также изучить действие антималярийного вещества на лабораторных животных.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.