Οι επιστήμονες του Βιολογικού Ινστιτούτου του Κρατικού Πανεπιστημίου του Τομσκ στο πλαίσιο του στρατηγικού έργου "Engineering Biology" αναπτύσσουν τρόπους για την αύξηση της περιεκτικότητας σε βιολογικά δραστικές ουσίες σε φαρμακευτικά και γεωργικά φυτά. υπηρεσία τύπου του TSU. Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το ομοσπονδιακό πρόγραμμα «Προτεραιότητα 2030».
«Μελετούμε τη ρύθμιση της σύνθεσης των δευτερογενών μεταβολιτών των πιο δημοφιλών φυτών τροφίμων μεταξύ των Ρώσων - αγγουριού και πατάτας, καθώς και φαρμακευτικών φυτών - πικρής οργκαδάι και lychnis calcedony», λέει η Ekaterina Boyko, ερευνήτρια στο Τμήμα Φυσιολογίας Φυτών. Βιοτεχνολογίας και Βιοπληροφορικής του Βιολογικού Ινστιτούτου TSU. - Οι δευτερογενείς μεταβολίτες, σε αντίθεση με τους πρωτογενείς, έχουν λειτουργική σημασία όχι σε επίπεδο κυττάρων, αλλά σε επίπεδο ολόκληρου του φυτού. Επιτελούν «οικολογικές» λειτουργίες: προστατεύουν το φυτό από παράσιτα και παθογόνα, συμμετέχουν στην αναπαραγωγή και διασφαλίζουν την αλληλεπίδραση των φυτών μεταξύ τους και με άλλους οργανισμούς του οικοσυστήματος.
Για τον άνθρωπο, οι δευτερογενείς μεταβολίτες των φυτών είναι μια πολύτιμη πηγή χρήσιμων ενώσεων που είναι πολλά υποσχόμενα όχι μόνο για τη φαρμακολογία, αλλά και για τη βιομηχανία τροφίμων, την αρωματοποιία και τη βιομηχανία καλλυντικών και άλλες.
Η μελέτη του επιπέδου των δευτερογενών μεταβολιτών στις γεωργικές καλλιέργειες θα βελτιώσει έμμεσα την ποιότητα των προϊόντων διατροφής και τις φαρμακευτικές ιδιότητες των φυτών. Επιπλέον, η μελέτη αυτών των διεργασιών μπορεί να αποκαλύψει νέες ιδιότητες σε γνωστούς από καιρό εκπροσώπους της χλωρίδας και να επεκτείνει τις περιοχές χρήσης τους.
Ο ορισμός των «ανταποκρινόμενων» διαδικασιών σύνθεσης κατά τη διάρκεια νέων μελετών θα επιτρέψει στους βιολόγους της TSU να «συνδέουν» απευθείας μόρια σηματοδότησης (για παράδειγμα, πομπούς αερίων, ασβέστιο) στο μέλλον για να επιταχύνουν την παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών. Στο μέλλον, αυτός είναι ο δρόμος για στοχευμένη τροποποίηση του γονιδιώματος.
«Προς το παρόν, τα καταφέρνουμε χωρίς την εισαγωγή νέων σχεδίων», εξηγεί η Irina Golovatskaya, project manager. – Στην αρχή του ταξιδιού, αναζητούμε σημεία εναλλαγής στον μεταβολισμό των φλαβονοειδών (πολλά από τα οποία είναι φυτικές χρωστικές) με τη βοήθεια φυτοορμονών. Μας ενδιαφέρει πώς οι οδοί για τη σύνθεση των δευτερογενών μεταβολιτών διαφέρουν ή είναι παρόμοιες σε διαφορετικά φυτικά μοντέλα. Για παράδειγμα, ποιες ομάδες φλαβονοειδών σχηματίζονται ως απόκριση στη δράση ενός ρυθμιστή ανάπτυξης εξωτερικής προέλευσης, το μέγεθος και τη φύση του, ποια απόκριση ανάπτυξης φυτών ή κυτταροκαλλιέργειας θα ακολουθήσει. Σε αυτή την περίπτωση, οι φυσικές προσαρμοστικές ικανότητες των κυττάρων ή των φυτών καλλιέργειας θα χρησιμοποιηθούν χωρίς να αλλάξουν το γονιδίωμα μέχρι στιγμής.
Τελικά, τα αποτελέσματα της έρευνας βιολόγων της TSU θα συμβάλουν στη δημιουργία φιλικών προς το περιβάλλον και υψηλής παραγωγικότητας σειρών γεωργικών καλλιεργειών, καθώς και φαρμακευτικών φυτών με υψηλή περιεκτικότητα σε βιολογικά δραστικές ουσίες.