به گزارش پایگاه اطلاع رسانی موسسه فناوری ماساچوست، این پژوهشگران موسسه ام آی تی به سرپرستی "سارا اوکونور" از دانشکده شیمی، ترکیبات جدیدی را با دستکاری مسیرهای پیچیده زیست‌ترکیبی گیاه "پروانش" تولید کردند.
این نوع دستکاری، شیوه جدیدی برای کاهش سمیت یا اثربخشی بیشتر داروها محسوب می شود.این پژوهشگران نتایج تحقیقات خود را در نشریه Nature Chemical Biology منتشر کرده اند.
مهندسی ژنتیک علم جدیدی نیست: دانشمندان سالهاست که می‌دانند چگونه گیاهانی تولید کنند که در برابر آفت ها وعلف کشها مقاوم باشند و یا با تزریق ژنها از دیگر گیاهان و یا جانوران موادی مانند حشره کش بسازند.
با این حال آنچه که جدید به نظر می رسد توانایی واداشتن گیاهان به تولید محصولات جدید از طریق دستکاری در مسیرهای سنتز خود گیاه است.
آزمایشگاه اوکونور سالها است گیاه پروانش را مورد مطالعه قرار داده، چرا که این گیاه انواع مختلفی از ترکیبات آلکالوئیدی که دارای خواص دارویی از جمله vinblastine است. این دارو بطور معمول برای درمان سرطانهایی مانند لنفوم هوجکین استفاده می شود.
پروانش همچنین مواد " serpentines" که ویژگی‌های ضد سرطانی از خود نشان داده و ajmalicine که برای درمان فشار خون بالا استفاده می شود تولید می‌کند.
دیگر ترکیبات تولیدی این گیاه نیز اثرات دارویی از خود نشان داده‌اند، اما برای مصرف انسانی بسیار سمی‌ تشخیص داده شده‌اند.
گروه تحقیقاتی اوکونور دو سال پیش دریافت درصورتی که کشت سلولی پروانش با مواد اولیه ای که اندکی از مواد طبیعی آنها متفاوت است تغذیه شوند، می توانند ترکیبات جدیدی تولید کنند.
این نکته محققان را به سوی مهندسی متابولیک به شیوه بسیار پیشرفته‌تری رهنمون شد بطوری که توانستند در این مسیر دست ببرند.
محققان بر روی آنزیمی توجه خود را معطوف کردند که در مرحله نخست مسیر ساخت آلکالوئید دخالت دارد. این آنزیم بطور معمول یک ترپنوئیدی موسوم به secologanin و تریپتامین که یک آلکالوئید است را به عنوان مواد اولیه بر می‌گزیند.
سپس این گروه، شکل جهش یافته این آنزیم را که می‌تواند تریپتامین را با یک هالوژن مانند کلورین یا برومین بپذیرد ساخت.
آنها کشت سلولی این گیاه تراریخته را به نحوی انجام دادند که این آنزیم جهش یافته را تولید کند و چندین ترکیب بسازد که گیاه پروانش بطور طبیعی قادر به تولید آنها نیست.
اوکونور می گوید: هالوژن ها می‌توانند به عنوان نقطه اتصالی، برای افزودن سایر گروه‌های شیمیایی جدید به این ترکیبات عمل کنند و اثربخشی و سمیت آنها را تغییر دهند.
تاکنون مهندسی ژنتیک در کشت‌ سلولی گیاهی صورت گرفته، اما رشد یک گیاه کامل پروانش در ابعاد کوچک با آنزیم جهش یافته آغاز شده است.
محققان با امید به ساخت داروهای جدیدتر و موثرتر قصد دارند در آینده از همین راهبرد برای تولید ترکیبات دیگر استفاده کنند.