Penyelidik di Universiti British Columbia (UBC) Okanagan, Kanada, baru sahaja mengumumkan penemuan mekanisme tumbuhan yang mencipta mitraphylline, sebatian semula jadi yang jarang ditemui dengan ciri anti-kanser dan anti-radang yang kuat.
Kerja ini adalah hasil kerjasama antara pasukan Dr. Thu – Thuy Dang di UBC Okanagan dan pasukan Dr. Satya Nadakuduti di University of Florida (USA), dengan sokongan daripada Majlis Penyelidikan Sains Semula Jadi dan Kejuruteraan Kanada (NSERC), Yayasan Inovasi Kanada (CFI), Program Ulama Kesihatan BC Michael Smith dan Institut Pertanian Pertanian AS (USD) dan Institut Pertanian Kebangsaan AS.
Mencari "pautan hilang" dalam rantaian sebatian penyembuhan alam semula jadi
Mitraphylline tergolong dalam kumpulan alkaloid spirooxindole, sekumpulan molekul dengan struktur "berpintal" khas dan kesan biologi yang kuat. Walaupun diketahui sejak sekian lama, proses pembentukan sebatian jenis ini dalam alam semula jadi kekal misteri sehingga kumpulan Dr Thu - Thuy Dang, Ketua Kumpulan Penyelidikan Bioteknologi Produk Asli di UBC Okanagan, mengenal pasti enzim pertama yang mampu "memutar" molekul untuk mencipta struktur spiro pada tahun 2023.
Berikutan keputusan itu, pelajar PhD Tuan Anh Nguyen mengetuai fasa seterusnya dan menemui dua enzim utama yang bekerja bersama dalam sintesis mitraphylline, satu enzim menentukan struktur tiga dimensi, enzim lain melengkapkan langkah berpusing terakhir untuk mencipta molekul lengkap.
"Penemuan ini seperti mencari pautan yang hilang dalam barisan pemasangan. Ia membantu menerangkan cara alam semula jadi mencipta molekul kompleks ini, dan membuka jalan untuk meniru proses itu dalam makmal," kongsi Dr. Dang.
Mitraphylline hanya wujud dalam jumlah surih dalam tumbuhan tropika tertentu keluarga Kopi, seperti Mitragyna (kratom) dan Uncaria (cakar kucing), menjadikan pengekstrakan atau sintesis berskala besar sebelum ini amat sukar dan mahal. Pengenalpastian dua enzim utama telah membuka jalan kepada pengeluaran kompaun semula jadi yang lebih cekap dan mesra alam.
Menurut pelajar PhD Tuan-Anh Nguyen, ini merupakan langkah penting ke arah kimia hijau, yang membantu mencipta sebatian farmaseutikal yang berharga menggunakan kaedah biologi dan bukannya kimia berat. Kejayaan ini juga mencerminkan persekitaran penyelidikan yang terbuka dan kolaboratif antara pelajar dan fakulti di UBC Okanagan untuk menyelesaikan masalah global.
Sambil menyatakan rasa bangga dengan penemuan ini, bukti bahawa tumbuhan adalah ahli kimia genius alam semula jadi, Dr. Dang berkata bahawa langkah seterusnya adalah untuk beliau dan pasukan penyelidiknya mencari cara untuk menggunakan enzim ini untuk mencipta sebatian terapeutik yang lebih berharga.
Perjalanan untuk menyahkod "kilang biologi" alam semula jadi
Dr Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy, adalah bekas pelajar bioteknologi di Universiti Sains Semula Jadi (Universiti Sains Semula Jadi, Universiti Kebangsaan Vietnam, Bandar Ho Chi Minh).
Dia belajar untuk ijazah Sarjana dan kemudian mempertahankan PhD dalam biologi molekul/biokimia di Universiti Calgary (Alberta, Kanada) dan menyelesaikan program penyelidikan pasca doktoral dalam Biokimia di John Innes Center (UK).
Mengimbas kembali peluang menceburi kerjaya penyelidikan, dia berkata sejak kecil dia sudah biasa dengan budaya menggunakan herba sebagai ubat rakyat, dan mempunyai pendedahan awal tentang teknik kultur tisu tumbuhan ubatan semasa masih bergelar pelajar. Walau bagaimanapun, titik perubahan hanya berlaku apabila dia berada di sekolah siswazah, apabila dia kebetulan melihat makmal di sebelah menyelidik biosintesis sebatian semula jadi dalam tumbuhan.
Ketika itulah dia menyedari bahawa, sebagai tambahan kepada pengetahuan asas fisiologi tumbuhan yang dipelajarinya, terdapat juga bidang baharu di mana orang ramai mengkaji bagaimana tumbuhan mencipta sebatian yang berharga.
Dari situ, dia memutuskan untuk meneruskan penyelidikan untuk mencari gen dan enzim baharu yang terlibat dalam biosintesis alkaloid, sekumpulan sebatian dengan aktiviti biologi yang kuat dan berpotensi untuk aplikasi farmaseutikal.
Selama bertahun-tahun, Dr. Thuy telah menumpukan pada mentafsir laluan biosintetik alkaloid dalam tumbuhan, menggunakan biologi molekul, analisis RNA-seq, data genomik dan struktur enzim untuk memahami cara tumbuhan ubatan menghasilkan sebatian berharga. Beliau juga merupakan pengarang bersama beberapa paten yang berkaitan dengan penghasilan sebatian anti-kanser daripada tumbuhan.
“Saya selalu tertanya-tanya mengapa, dengan hanya air, cahaya dan udara, tumbuhan boleh mencipta sebatian yang boleh merawat penyakit kompleks seperti kanser?”, kongsinya. Menurutnya, jika setiap molekul adalah rumah, maka enzim dalam tumbuhan adalah pembina yang mahir. Tugas penyelidik adalah untuk memahami apa yang dilakukan oleh setiap 'pembina' ini, dalam susunan apa, supaya mereka boleh mensimulasikan atau memperbaiki proses yang telah dicipta oleh alam semula jadi.
Pengetahuan itu adalah asas untuk dia dan rakan-rakannya mencipta semula proses mencipta bahan aktif semula jadi di makmal, membantu mengurangkan eksploitasi tumbuhan ubatan berharga, mengehadkan penggunaan bahan kimia toksik, dan pada masa yang sama membuka jalan untuk mencipta sebatian serupa dengan aktiviti yang lebih kuat.
Di Universiti British Columbia (UBC) Okanagan, beliau mengasaskan Makmal Penyelidikan Sebatian Bioaktif Tumbuhan (PlantBioCoRe), yang menggabungkan biokimia, kimia, bioinformatik dan genetik molekul untuk memahami mekanisme yang menghasilkan sebatian bioaktif dalam herba.
Pasukannya telah mencapai banyak keputusan yang mengagumkan, termasuk keputusan baharu mengenai laluan metabolik bahan anti-kanser daripada Camptotheca acuminata. Penemuan ini membantu mencipta farmaseutikal yang mesra, lebih mudah digunakan secara klinikal, diterbitkan dalam jurnal antarabangsa, dan didaftarkan untuk paten.
Mempunyai peluang untuk bertukar-tukar pengetahuan akademik dengan penyelidik domestik, seperti di Universiti Farmasi Hanoi , Universiti Sains Semula Jadi, VNU-HCM, atau Institut Sains Tay Nguyen, dia menyedari bahawa di Vietnam terdapat banyak projek penyelidikan berharga mengenai tumbuhan ubatan.
“Saya berharap dapat menyumbang sebahagian kecil untuk memperkayakan pengetahuan dan aplikasi sumber tumbuhan tanah air saya,” kongsinya.
Sumber: https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html
Komen (0)