Wetenschappers van het Biological Institute of Tomsk State University ontwikkelen in het kader van het strategische project "Engineering Biology" manieren om het gehalte aan biologisch actieve stoffen in medicinale en landbouwplanten te verhogen, meldt persdienst van TSU. Het onderzoek werd ondersteund door het federale programma "Prioriteit 2030".
"We bestuderen de regulatie van de synthese van secundaire metabolieten van de meest populaire voedselplanten onder Russen - komkommer en aardappel, evenals medicinale planten - bittere orgaadai en lychnis calcedony", zegt Ekaterina Boyko, onderzoeker bij de afdeling Plantenfysiologie, Biotechnologie en bio-informatica van het Biologisch Instituut van TSU. - Secundaire metabolieten hebben, in tegenstelling tot primaire, een functionele betekenis, niet op celniveau, maar op het niveau van de hele plant. Ze vervullen "ecologische" functies: ze beschermen de plant tegen plagen en ziekteverwekkers, nemen deel aan de voortplanting en zorgen voor de interactie van planten met elkaar en met andere organismen in het ecosysteem.
Voor mensen zijn secundaire plantenmetabolieten een waardevolle bron van nuttige verbindingen die niet alleen veelbelovend zijn voor de farmacologie, maar ook voor de voedingsindustrie, de parfumerie- en cosmetica-industrie en andere.
De studie van het niveau van secundaire metabolieten in landbouwgewassen zal indirect de kwaliteit van voedingsproducten en de geneeskrachtige eigenschappen van planten verbeteren. Bovendien kan de studie van deze processen nieuwe eigenschappen onthullen in lang bekende vertegenwoordigers van de flora en de gebieden van hun gebruik uitbreiden.
De definitie van "responsieve" syntheseprocessen in de loop van nieuwe studies zal TSU-biologen in staat stellen om in de toekomst signaalmoleculen (bijvoorbeeld gastransmitters, calcium) rechtstreeks te "verbinden" om de productie van secundaire metabolieten te versnellen. In de toekomst is dit de weg naar gerichte modificatie van het genoom.
"Voorlopig redden we het zonder de introductie van nieuwe ontwerpen", legt Irina Golovatskaya, projectmanager, uit. – Aan het begin van de reis zoeken we met behulp van fytohormonen naar schakelpunten in de stofwisseling van flavonoïden (waarvan veel plantpigmenten). We zijn geïnteresseerd in hoe de routes voor de synthese van secundaire metabolieten verschillen of vergelijkbaar zijn in verschillende plantmodellen. Welke groepen flavonoïden worden bijvoorbeeld gevormd als reactie op de werking van een groeiregulator van externe oorsprong, de grootte en aard ervan, welke groeireactie van planten of celcultuur zal volgen. In dit geval zullen de natuurlijke aanpassingsvermogens van kweekcellen of planten worden gebruikt zonder het genoom tot nu toe te veranderen.
Uiteindelijk zullen de resultaten van onderzoek door TSU-biologen bijdragen aan het creëren van milieuvriendelijke en zeer productieve lijnen van landbouwgewassen, evenals medicinale planten met een hoog gehalte aan biologisch actieve stoffen.