Элизабет Сэттели (Elizabeth Sattely) и Уоррен Лау (Warren Lau) из отделения химической инженерии Стэнфордского университета в Пало-Альто сообщили, что им при помощи методов генной инженерии удалось превратить лабораторное растение в мощного производителя противоракового препарата.
Лекарственный препарат этопозид известен с 1983 года. Он способен оказывать цитотоксическое действие, то есть вызывать гибель опухолевых клеток, ингибируя работу одного из ферментов в клеточном ядре. Применяют этопозид против рака яичников, рака легкого, лимфогранулематоза, лимфом, рака желудка, нейробластомы, рак молочных желез и лейкоз. В России этопозид занесен в официальный список «Жизненно необходимых важнейших лекарственных препаратов».
Этопозид представляет собой производное подофиллотоксина – вещества, добываемого из растений рода подофилл семейства барбарисовых. Больше всего его содержится в подофилле гималайском (Podophyllum hexandrum), однако это растение, которое и раньше встречалось нечасто, из-за чрезмерного сбора в дикой природе стало крайне редким. Поэтому обычно подофиллотоксин выделяют из корней подофилла щитовидного (Podophyllum peltatum), широко распространенного в восточной части Северной Америки, но содержащего куда меньше этого вещества, а главное, растущего очень медленно.
Ученые предприняли попытку выяснить молекулярные механизмы производства данного токсина растением. В первую очередь они установили, что подофиллотоксин начинает синтезироваться в растении только в ответ на повреждения. Они сделали несколько проколов в листьях подофилла и проследили, какие белки концентрируются возле поврежденной ткани.
Так был обнаружен 31 белок, претендующий на роль фермента, который запускает синтез подофиллотоксина. В процессе дальнейшей работы были установлены шесть ферментов, которые действительно запускают каскад химических реакций синтеза. Определив гены, ответственные за выработку этих ферментов, Сэттели и Лау встроили эти гены в другое растение – одного из видов табака Nicotiana benthamiana, который часто используется в опытах по генной инженерии. В результате табак начал продуцировать нужное вещество. В отличие от подофилла щитовидного табак растет очень быстро, что делает его перспективным производителем сырья для лекарства.
О полученных результатах сообщается в журнале Science.
