Дослідники з Університету Британської Колумбії (UBC) в Оканагані, Канада, щойно оголосили про відкриття рослинного механізму, який утворює мітрафілін, рідкісну природну сполуку з потужними протираковими та протизапальними властивостями.
Ця робота є результатом співпраці між командою доктора Тху-Тхуї Данга з UBC Okanagan та командою доктора Сатьї Надакудуті з Університету Флориди (США) за підтримки Канадської ради з природничих наук та інженерних досліджень (NSERC), Канадського фонду інновацій (CFI), Програми стипендіатів охорони здоров'я імені Майкла Сміта з Британської Колумбії та Національного інституту продовольства та сільського господарства Міністерства сільського господарства США (USDA NIFA).
Пошук «відсутньої ланки» в ланцюзі цілющих сполук природи
Мітрафілін належить до групи алкалоїдів спірооксиндолу, групи молекул зі спеціальною «скрученою» структурою та сильними біологічними ефектами. Хоча процес утворення цього типу сполуки в природі відомий вже давно, він залишався загадкою, доки група доктора Ту-Туї Данга, керівника дослідницької групи біотехнології натуральних продуктів в Університеті Британської Колумбії в Оканагані, не визначила перший фермент, здатний «скручувати» молекули для створення спіроструктури у 2023 році.
Після отримання цього результату аспірант Туан Ань Нгуєн очолив наступний етап дослідження та відкрив два ключові ферменти, які працюють разом у синтезі мітрафіліну: один фермент визначає тривимірну структуру, інший фермент завершує останній етап скручування для створення повної молекули.
«Це відкриття схоже на пошук відсутньої ланки на конвеєрі. Воно допомагає пояснити, як природа створює ці складні молекули, і відкриває шлях для імітації цього процесу в лабораторії», – поділився доктор Данг.
Мітрафілін існує лише в слідових кількостях у деяких тропічних рослинах родини кавових, таких як мітрагіна (кратом) та ункарія (котячий кіготь), що раніше робило екстракцію або великомасштабний синтез надзвичайно складним та дорогим. Ідентифікація двох ключових ферментів проклала шлях до більш ефективного та екологічно чистого виробництва цієї природної сполуки.
За словами аспіранта Туан-Ань Нгуєна, це важливий крок до зеленої хімії, яка допомагає створювати цінні фармацевтичні сполуки за допомогою біологічних методів замість важкої хімії. Цей успіх також відображає відкрите, спільне дослідницьке середовище між студентами та викладачами UBC Okanagan для вирішення глобальних проблем.
Висловлюючи гордість за це відкриття, яке є доказом того, що рослини є геніальними хіміками природи, доктор Данг сказала, що наступним кроком для неї та її дослідницької групи є пошук способів застосування цих ферментів для створення більш цінних терапевтичних сполук.
Подорож до розшифровки «біологічної фабрики» природи
Доктор Тху-Тхуй Данг – Данг Тхі Тху Тхуй – колишній студент факультету біотехнології в Університеті природничих наук (Університет природничих наук, В'єтнамський національний університет, Хошимін).
Вона навчалася на магістратурі, а потім захистила докторську дисертацію з молекулярної біології/біохімії в Університеті Калгарі (Альберта, Канада) та завершила постдокторську дослідницьку програму з біохімії в Центрі Джона Іннеса (Велика Британія).
Згадуючи можливість розпочати дослідницьку кар'єру, вона сказала, що з дитинства була знайома з культурою використання трав у народній медицині та ще під час студентських років ознайомилася з технікою культивування тканин лікарських рослин. Однак поворотний момент настав лише в аспірантурі, коли випадково побачила поруч лабораторію, яка досліджувала біосинтез природних сполук у рослинах.
Саме тоді вона зрозуміла, що, окрім базових знань з фізіології рослин, які вона отримала, існує також нова галузь, де люди вивчають, як рослини створюють цінні сполуки.
Звідти вона вирішила продовжити дослідження, щоб знайти нові гени та ферменти, що беруть участь у біосинтезі алкалоїдів – групи сполук із сильною біологічною активністю та потенціалом для фармацевтичного застосування.
Протягом багатьох років доктор Туї зосереджувалася на розшифровці шляхів біосинтезу алкалоїдів у рослинах, використовуючи молекулярну біологію, аналіз РНК-секвенування, геномні дані та структури ферментів, щоб зрозуміти, як лікарські рослини виробляють цінні сполуки. Вона також є співавтором кількох патентів, пов'язаних з виробництвом протиракових сполук з рослин.
«Мене завжди дивувало, чому рослини, маючи лише воду, світло та повітря, можуть створювати сполуки, які можуть лікувати складні захворювання, такі як рак?», – поділилася вона. За її словами, якщо кожна молекула – це будинок, то ферменти в рослинах – це вмілі будівельники. Завдання дослідника – зрозуміти, що робить кожен із цих «будівельників» і в якому порядку, щоб вони могли імітувати або покращувати процес, створений природою.
Ці знання є основою для неї та її колег, щоб відтворити процес створення натуральних активних інгредієнтів у лабораторії, допомагаючи зменшити експлуатацію цінних лікарських рослин, обмежити використання токсичних хімікатів і водночас відкрити шлях для створення подібних сполук із сильнішою активністю.
В Університеті Британської Колумбії (UBC) в Оканагані вона заснувала Лабораторію дослідження рослинних біоактивних сполук (PlantBioCoRe), яка поєднує біохімію, хімію, біоінформатику та молекулярну генетику для розуміння механізмів, що виробляють біоактивні сполуки в травах.
Її команда досягла багатьох вражаючих результатів, зокрема нових знань про метаболічний шлях протиракових речовин з Camptotheca acuminata. Це відкриття допомагає створювати безпечні фармацевтичні препарати, які легше застосовувати клінічно, публікувати в міжнародних журналах та реєструвати для отримання патентів.
Маючи можливість обмінятися академічними знаннями з вітчизняними дослідниками, такими як Ханойський фармацевтичний університет, Університет природничих наук, VNU-HCM або Інститут наук Тай Нгуєна, вона зрозуміла, що у В'єтнамі є багато цінних дослідницьких проектів з лікарських рослин.
«Я сподіваюся зробити свій невеликий внесок у збагачення знань та застосування рослинних ресурсів моєї батьківщини», – поділилася вона.
Джерело: https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html
Коментар (0)