Раскрытие секретов цветка, борющегося с раком
Химическое вещество, извлеченное из небольшого цветущего растения, десятилетиями помогало в борьбе с раком. Теперь, после 60-летней охоты, ученые наконец-то раскрыли, как создается эта важная с медицинской точки зрения молекула.
Мадагаскарский барвинок, или розовый барвинок, - красивое маленькое растение, украшающее многие сады.
Но в этом покрытосеменном есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд - на самом деле, он спасает жизнь.
На протяжении десятилетий ученые с энтузиазмом извлекали из его листьев химическое вещество под названием винбластин.
В 1950-х годах в Канаде ученые обнаружили, что винбластин - невероятно полезное лекарство от рака.
Он не дает клеткам вступать в митоз, тем самым прерывая деление клеток, и его использовали против рака мочевого пузыря, яичек, легких, яичников и груди.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) причисляет его к числу основных лекарственных средств, классифицируя его как один из «наиболее эффективных, безопасных и экономически эффективных лекарств при приоритетных состояниях».
Проблема с винбластином
Одна важная проблема отрицательно сказалась на полезности винбластина: его очень сложно и неэффективно извлекать. Несмотря на достижения в области технологий, которые помогли упростить процедуру, она остается медленной и дорогой. В настоящее время для производства всего 1 грамма винбластина требуется около 500 килограммов сушеных листьев.
Из-за невероятного количества работы, необходимой для производства препарата, ученые в течение 60 лет выполняли миссию, чтобы понять, как растение производит это химическое вещество.
Будем надеяться, что если они поймут естественный процесс, они смогут имитировать его в лаборатории и разработать способы более эффективного и, что важно, более дешевого производства винбластина.
В течение последних 15 лет исследователи лаборатории профессора Сары О’Коннор в Центре Джона Иннеса в Норфолке, Великобритания, пытались разгадать генетику мадагаскарского барвинка.
Наконец, доктор Лоренцо Капути и его команда - вместе с учеными из группы Курдаво, базирующейся в Туре, Франция - описали последний кусок головоломки.
Используя современные методы секвенирования генома, они выявили недостающие гены на пути к производству винбластина.
«Винбластин - один из наиболее структурно сложных лечебно-активных натуральных продуктов, содержащихся в растениях, поэтому так много людей за последние 60 лет пытались достичь того, чего мы достигли в этом исследовании. Не могу поверить, что мы наконец-то здесь.
Проф. Сара О’Коннор
31 шаг к винбластину
Как отмечают авторы исследования, их результаты основаны на многолетней работе, проведенной в ряде лабораторий по всему миру. Это действительно были совместные усилия.
Их недавняя статья, озаглавленная «Недостающие ферменты в биосинтезе противоопухолевого препарата винбластин в мадагаскарском барвинке», опубликована в журнале. Наука. В статье исследователи также идентифицируют ферменты, участвующие в заключительных этапах синтеза винбластина: катарантин и таберсонин.
Используя современные технологии, традиционную химию и литературу, написанную в 1960-х и 1970-х годах, они соединили воедино химические этапы превращения молекулы-предшественника в винбластин - всего 31 этап. Розовый барвинок - действительно впечатляющее растение.
Идентифицированные ими ферменты можно связать с помощью уже используемых методов синтетической биологии, создав столь необходимый ярлык для производства винбластина.
У этих результатов есть веская причина для восторга. Профессор О’Коннор говорит: «Имея эту информацию, теперь мы можем попытаться увеличить количество винбластина, вырабатываемого либо в растении, либо путем размещения синтетических генов в хозяевах, таких как дрожжи или растения».
Они предсказывают, что в течение следующих 12–18 месяцев их лаборатория или лаборатория конкурента смогут создать небольшие количества винбластина или его предшественников виндолина и катарантина.
