Противомалярийные хризантемы

Генетически модифицированные хризантемы могут насинтезировать противомалярийного лекарства из полыни больше, чем сама полынь.

Хотя малярия кажется нам тропической болезнью, ею болеют не только в азиатских и африканских тропиках. В Западной Европе ежегодно заболевают малярией около 10 тыс. человек, и в последнее время устойчивые очаги её всё чаще появляются на Кавказе и в Московской области. Причина тому не только в миграциях людей, но и общее потепление климата – оно ускоряет распространение инфекции, потому что при потеплении увеличивает период эффективной заражаемости комаров.

Одно из самых известных и самых популярных антималярийных лекарств – это артемизинин, природный антибиотик из полыни. За его открытие пять лет назад дали Нобелевскую премию. Но хотя артемизинин обнаружили очень давно, в России до сих пор не производятся ни он, ни какие-либо другие антималярийные средства; для лечения выписываются только зарубежные аналоги. Полынь однолетняя растёт в каменистой, степной местности, и выращивать её в других климатических условиях непросто, притом, что для производства лекарства полыни нужно много – содержание лечебного вещества в полыни составляет не более 1% от сухой массы листьев, поскольку артемизинин синтезируется не во всём растении, а только в трихомах, волосковых клетках листьев.

Однако с помощью методов генетической инженерии можно научить синтезировать артемизинин какое-нибудь другое растение. Исследователи из Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН вместе с коллегами из Еврейского университета Иерусалима пересадили гены полыни, отвечающие за синтез артемизинина, в хризантему садовую. Чужие гены в растение переносят с помощью бактерий Agrobacterium, которые способны часть своего генома передавать растительной клетке. То есть сначала мы нужную ДНК вводим в бактерию, а она уже передаёт её растению; таким образом в растение можно ввести не только гены другого растения, но и, к примеру, гены животных антител.

Хризантему для пересадки артемизининовых генов выбрали потому, что она сама по себе синтезирует много молекул, которые родственны артемизинину и могут быть предшественниками в его синтезе. С полынными генами хризантема будет синтезировать артемизинин в хлоропластах, то есть во всём листе, а не только в отдельном виде клеток. Первые «противомалярийные» хризантемы описаны в статье в журнале Plants. Они действительно синтезируют артемизинин, и теперь исследователям нужно сделать так, чтобы хризантемы синтезировали его как можно больше, понять, как его из них лучше всего выделять, и заодно проверить, как хризантемовый артемизинин влияет на малярийного паразита.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

По материалам пресс-службы РНФ.