Растения вырабатывают вещества, называемые алкалоидами, чтобы защитить себя, и люди уже давно используют эти химические вещества в своих интересах, используя их в обезболивающих, средствах для лечения болезней и в продуктах домашнего обихода, таких как кофеин и никотин.
Понимая, как растения производят эти вещества, исследователи стремятся производить новые и улучшенные химические вещества для лекарств быстрее, дешевле и с меньшим воздействием на окружающую среду.
Исследование в Йоркском университете было сосредоточено на растении под названием Flueggea suffruticosa, которое производит особенно мощный алкалоид, известный как секуринин. Исследуя, как производится это химическое вещество, ученые обнаружили, что этот процесс управляется геном, который больше похож на бактерии, чем на растение.
Исследование показало, что растения, по-видимому, переняли эволюционную «хитрость» повторного использования инструментов химической обработки, обычно встречающихся у микробов, для защиты. Это заставило команду поверить, что эти полезные химические вещества не только наблюдались в некоторых растениях, но, вероятно, использовались и в других.
Доктор Бенджамин Личман с факультета биологии Йоркского университета сказал: «Растения и бактерии на самом деле представляют собой разные формы жизни, поэтому было действительно неожиданно увидеть, что это важное растительное химическое вещество происходит от гена, подобного бактериям.
“Мы думаем, что это означает, что растения “перерабатывают” биологические инструменты, которые чаще всего встречаются у микробов, когда они могут быть им полезны. Еще более интересным было то, что этот ген производит секуринин совершенно иначе, чем другие известные растительные химические вещества”.
Распознавание этого нового процесса позволило команде обнаружить аналогичные гены, скрытые в ДНК многих других растений. Это открытие означает, что у ученых теперь есть новый способ поиска полезных природных химикатов и новые инструменты для их производства.
Эти растительные гены можно использовать для производства ценных соединений в лаборатории, что уменьшит необходимость извлекать их из редких растений или производить с использованием агрессивных промышленных химикатов.
Доктор Личман сказал: «Алкалоиды могут быть токсичными, поэтому, когда мы используем их в лекарствах, их необходимо строго контролировать и часто модифицировать, поэтому понимание процесса производства алкалоидов может помочь нам разработать новые методы их производства в лаборатории или удаления их, чтобы сделать некоторые растения менее токсичными.
«Теперь, когда мы знаем, как искать эту химическую продукцию, и что мы можем найти ее на большем количестве заводов, чем мы первоначально думали, у нас есть новые возможности для изучения производства и открытия безопасных лекарств».
Результаты, опубликованные в журнале «Новый фитолог», также могут помочь ученым узнать больше о том, как растения растут и выживают, что потенциально может привести к получению более выносливых сельскохозяйственных культур.
Исследователи говорят, что эта работа подчеркивает, как многому еще предстоит научиться у природы и как неожиданные открытия в области фундаментальной науки о растениях могут принести огромную пользу медицине, сельскому хозяйству и окружающей среде.
Вуд CX, Цзян З, Амарнат I, Уодделл Л.Д.Н., Бэти США, Серна Даза О, Ньюлинг К., Джеймс С., Гроган Г., Ансворт В.П., Личман Б.Р.
Параллельная эволюция биосинтеза растительных алкалоидов из бактериоподобных декарбоксилаз.
Новый Фитол. 13 января 2026 г. doi: 10.1111/нф.70884
Читайте также
