Создана генно-модифицированная полынь, которая спасёт человечество от малярии

Генномодифицированная полынь стала производить гораздо больше противомалярийного вещества.
Фото Ying Liu, Shanghai Xinhua News Agency.

однолетняя (Artemisia annua) не может претендовать на лавры одного из древнейших лекарственных растений. Но в 70-х годах прошлого века её ценность значительно выросла после того, как китайский фармаколог, а впоследствии лауреат Нобелевской премии, Ту Юю выделил из полыни артемизинин – самое мощное средство против малярии.

Однако из-за довольно низкой концентрации этого вещества в листьях мировое производство растительного артемизинина не может удовлетворить потребности медицины. Но теперь благодаря достижениям китайских учёных ситуация имеет все шансы в корне измениться. Команда во главе с Кэсюанем Таном (Kexuan Tang) из Шанхайского университета Джао Тонг сумела воспользоваться результатами секвенирования генома однолетней полыни для создания генно-модифицированной линии с высоким уровнем артемизинина.

"Почти половина мирового населения подвержена риску развития малярии, – говорит Тан. – Наша стратегия крупномасштабного производства артемизинина отвечает растущему спросу на этот лекарственный комплекс и поможет решить глобальную проблему".

По данным Всемирной организации здравоохранения в 2016 от козней малярийного плазмодия пострадали 216 миллионов человек в 91 стране. При этом 445 тысяч случаев заражения закончились летальным исходом. И до сих пор наиболее эффективным и доступным методом борьбы с заболеванием является комбинированная терапия на основе артемизинина, который помимо этого помогает лечить рак, туберкулёз и диабет. Но, к сожалению, содержание целебного соединения в листьях полыни не превышает 1% от массы сухого вещества.

В предыдущих работах учёные уже пытались усилить экспрессию генов, ответственных за биосинтез артемизинина. Но из-за недостатка информации об этих самых генах им не удавалось создать заветный сорт растения.

Чтобы решить эту фундаментальную проблему, Тан и его коллеги начали с самого начала, то есть с полной расшифровки генома однолетней полыни, который, как выяснилось, содержит 63226 генов, кодирующих белки. Из-за большой длины и высокой сложности этой последовательности на расшифровку ушло несколько лет.

Интересно, что в ходе кропотливой работы команда раскрыла множество неизвестных ранее подробностей не только о полыни, но и обо всём семействе астровых – одном из самых больших семейств растений. Но самым главным результатом нового исследования стало достаточно полное понимание всего метаболического пути артемизинина и обнаружение неизвестных ранее генов, связанных с его синтезом.

Руководствуясь этими сведениями, исследователи выделили три гена, увеличение активности которых влияло на весь механизм производства противомалярийного вещества. В результате была создана линия полыни с содержанием артемизинина на уровне 3,2% от массы сухого вещества.

Команда уже отправила пробную партию семян нового сорта на Мадагаскар, где выращивается больше всего однолетней полыни. Кроме того, Тан и его коллеги продолжают работу и стремятся повысить содержание ценного соединения до 5%. По словам учёного, это поможет значительно увеличить мировые запасы артемизинина и снизить его стоимость, что сделает лечение более доступным.

Символично, что результаты исследования опубликованы в издании Molecular Plant 24 апреля, за сутки до Всемирного дня борьбы против малярии. А первый промышленный урожай новой линии полыни поспеет в следующем году.

Осознавая значимость однолетней полыни для лечения малярии, человечество не перестаёт уделять внимание этому растению. Одним из последних достижений, о котором писали авторы проекта Вести.Наука (nauka.vesti.ru), стало подтверждение ощутимого терапевтического эффекта таблеток, которые состоят исключительно из сухих листьев растения, когда другие средства оказались бессильны.

Сегодня