Tomskin valtionyliopiston biologisen instituutin tutkijat kehittävät strategisen hankkeen "Engineering Biology" puitteissa tapoja lisätä biologisesti aktiivisten aineiden pitoisuutta lääke- ja maatalouskasveissa, raportoi. TSU:n lehdistöpalvelu. Tutkimusta tuki liittovaltion ohjelma "Priority 2030".
"Tutkimme venäläisten suosituimpien ruokakasvien - kurkun ja perunan - sekä lääkekasvien - katkeran orgaadan ja lychnis-kalsedonin - sekundääristen aineenvaihduntatuotteiden synteesin säätelyä", kertoo kasvifysiologian laitoksen tutkija Ekaterina Boyko. TSU:n biologisen instituutin biotekniikka ja bioinformatiikka. - Sekundaarisilla metaboliiteilla, toisin kuin primaarisilla, ei ole toiminnallista merkitystä solutasolla, vaan koko kasvin tasolla. Ne suorittavat "ekologisia" tehtäviä: ne suojaavat kasvia tuholaisilta ja taudinaiheuttajilta, osallistuvat lisääntymiseen ja varmistavat kasvien vuorovaikutuksen keskenään ja muiden ekosysteemin organismien kanssa.
Ihmisille kasvien sekundääriset metaboliitit ovat arvokas lähde hyödyllisille yhdisteille, jotka ovat lupaavia paitsi farmakologiassa myös elintarviketeollisuudessa, hajuvesi- ja kosmetiikkateollisuudessa ja muissa.
Maatalouskasvien sekundääristen aineenvaihduntatuotteiden pitoisuuden tutkiminen parantaa välillisesti elintarvikkeiden laatua ja kasvien lääkeominaisuuksia. Lisäksi näiden prosessien tutkiminen voi paljastaa uusia ominaisuuksia kasviston pitkään tunnetuissa edustajissa ja laajentaa niiden käyttöalueita.
"Responsiivisten" synteesiprosessien määritelmä uusien tutkimusten yhteydessä antaa TSU:n biologeille mahdollisuuden "liittää" suoraan signaalimolekyylejä (esimerkiksi kaasun lähettimiä, kalsiumia) tulevaisuudessa nopeuttaakseen sekundääristen metaboliittien tuotantoa. Tulevaisuudessa tämä on polku kohdennettuun genomin muuntamiseen.
"Toistaiseksi pärjäämme ilman uusia malleja", kertoo projektipäällikkö Irina Golovatskaya. – Etsimme matkan alussa kytkentäpisteitä flavonoidien (joista monet ovat kasvipigmenttejä) aineenvaihdunnassa fytohormonien avulla. Olemme kiinnostuneita siitä, kuinka sekundääristen metaboliittien synteesin reitit eroavat tai ovat samanlaisia eri kasvimalleissa. Esimerkiksi, mitä flavonoidien ryhmiä muodostuu vasteena ulkoista alkuperää olevan kasvunsäätäjän vaikutuksesta, sen koko ja luonne, mikä kasvien tai soluviljelmän kasvuvaste seuraa. Tällöin hyödynnetään viljelysolujen tai kasvien luonnollisia sopeutumiskykyjä muuttamatta genomia toistaiseksi.
Viime kädessä TSU:n biologien tutkimustulokset auttavat luomaan ympäristöystävällisiä ja erittäin tuottavia maatalouskasvilinjoja sekä lääkekasveja, joissa on korkea biologisesti aktiivisten aineiden pitoisuus.