Cercetătorii au readus la viață o genă dispărută la plante

Cercetătorii de la Northeastern University (SUA) au readus la viață o genă dispărută la plante, dând timpul înapoi în evoluție și deschizând calea pentru descoperirea și dezvoltarea unor noi medicamente.

Mai precis, echipa condusă de prof. Jing‑Ke Weng a reconstituit o genă nefuncțională din planta Nicotiana attenuata, o specie de tutun sălbatic.

• Un nou studiu arată efectele nefaste ale zborului spațial asupra creierului
• Ce se întâmplă cu studenții care folosesc social media mai mult de 16 ore pe săptămână?

Într‑un nou articol, cercetătorii descriu descoperirea unui tip anterior necunoscut de peptid ciclic (mini‑proteină), denumit nanamin, ușor de inginerizat biochimic. „O platformă cu un potențial imens pentru descoperirea de medicamente”, spune Weng. Studiul apare în Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Le oferim biologilor chimici noi instrumente pentru a dezvolta tratamente pe bază de peptide împotriva cancerului, pentru a descoperi antibiotice noi și, de asemenea, pentru aplicații agricole de apărare împotriva patogenilor și insectelor”, spune Weng.

Plantele au stat la baza multor inovații în descoperirea de medicamente. Totuși, Weng observă o tendință recentă de a folosi compuși sintetizați de om, care nu sunt la fel de eficienți ca procesele naturale evolutive ale plantelor.

Plantele au stat la baza multor inovații în descoperirea de medicamente

„Dacă pornești de la compuși aleatori, e foarte greu să obții ceva cu adecvare farmaceutică”, explică Weng. „Evoluția, de-a lungul sutelor de milioane de ani, și-a făcut deja treaba, așa că e foarte probabil ca nanaminul și analogii săi să fi avut deja roluri naturale. Noi doar le valorificăm pentru descoperirea de medicamente.”

Peptidele ciclice reprezintă o oportunitate deosebită: sunt formate din scurte lanțuri de aminoacizi, extrem de compacte și create pentru dezvoltare farmaceutică.

„Peptidele ciclice sunt mult mai mici, deci e ca un medicament de tip mică moleculă, dar au caracteristicile chimice ale unei proteine. Plus că pot fi inginerizate”, spune Weng. „Putem genera ușor o bibliotecă de milioane de astfel de peptide pentru screening.”

Echipa de la Institute for Plant‑Human Interface a descoperit anterior peptidele ciclice în plante, ceea ce i‑a condus către tutunul‑coyote, comun în vestul SUA.

Un proces care, în natură, ar fi durat zeci de milioane de ani

Analizând codul genetic al plantei, au identificat un pseudogen — o genă moartă care odinioară codifica pentru nanamin, dar care, din cauza mutațiilor adaptative, se pierduse în cursul evoluției. Folosind o metodă nouă numită resuscitare moleculară a genelor, au clonat și corectat mutația.

„Surprinzător, am recuperat funcția ancestrală a acestei gene”, spune Weng „Am reprodus în laborator un proces care, în natură, ar fi durat zeci de milioane de ani, realizându‑l în câteva luni sau ani.”

Pe lângă readucerea la viață a unei gene dispărute, cercetarea dovedește fezabilitatea utilizării nanaminului și a peptidelor ciclice ca bază pentru numeroase inovații.

În plus, laboratorul lui Weng deja folosește nanamin pentru screening de compuși anticancerigeni, scrie Phys.org.

Mai larg, explorarea codului genetic și a proprietăților chimice ale tutunului‑coyote a ajutat cercetătorii să „scoată evoluția la lumină”, explică Weng.

„Plantele sunt maeștri chimiști. Evoluează să producă mii de compuși ca limbaj unic de comunicare cu mediul. Acesta este doar un exemplu din ceea ce descoperim”, au concluzionat cercetătorii.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O combinație de medicamente ieftine ar putea preveni atacurile de cord

Poluarea cu medicamente din ape schimbă comportamentul somonilor

O nouă metodă de scanare cerebrală ar putea ajuta pacienții cu epilepsie rezistentă la medicamente

Un studiu arată că vânzătorii de medicamente pentru slăbit nu dezvăluie riscurile