“Bu bitkilər min illərdir ki, dünyada müxtəlif tibb formalarında istifadə olunur”, – deyə məqalənin həmmüəlliflərindən biri və hazırda Miçiqan-Flint Universitetində biotexnologiya üzrə dosent olan MSU məzunu Qarret Miller bildirib.

“Bilirik ki, onlar bədənimizlə bir çox cəhətdən qarşılıqlı təsir göstərir və onları necə yaratmağı anlamaq tamamilə yeni test yolları təqdim etməyə kömək edə bilər.”

Zəhərli Bitkilərin Güclü Kimyası

Müasir elmdə böyük irəliləyişlərə baxmayaraq, bitkilər mürəkkəb təbii kimyəvi maddələr istehsal etmək qabiliyyətində misilsiz olaraq qalırlar.

“Bitkilər ən yaxşı kimyaçılardır və milyonlarla il ərzində təbii birləşmələr arsenalını təkmilləşdirərək yaşamalarına kömək edirlər”, – deyə tədqiqatın müəllifi və MSU-nun Biokimya və Molekulyar Biologiya kafedrasının Ceyms K. Billman adına təqaüdlü professoru Björn Hamberger bildirib.

Çexiya Elmlər Akademiyasının aspirantı və son məqalənin həmmüəlliflərindən biri olan Lana Mutabdžija əlavə edib ki, “İnsanlar gündəlik həyatda bu molekulların saysız-hesabsız istifadəsini tapıblar”.

“Bunlara kofein, kapsaisin, mentol və vanilin daxildir, bundan əlavə, bu gün istifadə etdiyimiz dərmanların çoxunun ya birbaşa bitkilərdən gəldiyini, ya da bitki kimyasından ilhamlandığını qeyd etmək olmaz.”

MSU-dakı Hamberger Laboratoriyası ixtisaslaşmış metabolitlər kimi tanınan bu təbii maddələri öyrənir və onların praktik istifadəyə necə tətbiq oluna biləcəyini araşdırır.

Son illərdə qrup diqqətini delfin formalı çiçəklərinə görə delfinium adlandırılan larkspura yönəldib. Tədqiqatçılar bitkinin yüksək zəhərli, lakin faydalı tibbi xüsusiyyətlərə malik ola biləcək kimyəvi maddələr qrupu olan diterpenoid alkaloidləri necə istehsal etdiyini müəyyən etmək istəyirdilər.

Uzun müddətdir mövcud olan kimyəvi tapmaca

Bu prosesin həlli böyük bir çətinlik yaratdı.

Diterpenoid alkaloidləri planetin ən qədim və ən böyük iki bitki kimyəvi maddə qrupunun xüsusiyyətlərini özündə birləşdirir. Onların quruluşu o qədər mürəkkəbdir ki, elm adamları onilliklərdir bitkilərin onları necə qurduğunu dəqiq başa düşmək üçün mübarizə aparırlar.

Bu ailənin ən tanış birləşmələrindən biri olan akonitin təxminən 200 il əvvəl təcrid olunmuşdur. Buna baxmayaraq, tədqiqatçılar hələ də onu laboratoriyada uğurla sintez edə bilməyiblər.

Layihə gözlənilməz tərəfdaşlıq sayəsində sürət qazandı.

Barselonada keçirilən elmi konfransda Hamberger Çexiya Elmlər Akademiyasındakı Tomaş Pluskalın laboratoriyasının tədqiqatçıları ilə görüşdü. Mutabdžijanın da daxil olduğu Pluskal Qrupu, laqqabağının məşhur zəhərli qohumu olan və rahiblik kimi də tanınan canavar qığırdağında eyni mürəkkəb diterpenoid alkaloid ailəsini araşdırırdı.

Hamberger dedi: “Bu baş verdikdə, ya öz yolumuzla gedə bilərik, ya da bir araya gələ bilərik və ən yaxşı elmə aparan həmişə birləşməkdir”.

Bitkilərin Kimyəvi Yığım Xəttinin İzlənməsi

Beynəlxalq komanda qüvvələrini birləşdirdikdən sonra, Wolfsbane və Larkspur tərəfindən diterpenoid alkaloidləri hazırlamaq üçün istifadə edilən biokimyəvi addımların dəqiq ardıcıllığını müəyyən etməyə başladı.

Axtarış molekulyar axtarışa bənzəyirdi. Tədqiqatçılar hər iki bitkinin bir neçə növünü araşdırdılar və minlərlə geni izləyərək, lazımi anda lazımi toxumalarda “aktivləşən” geni axtardılar.

Hamberger Laboratoriyasında doktorluq dərəcəsi alan Miller dedi: “Biosintetik yolu demək olar ki, montaj xətti kimi təsəvvür edə bilərsiniz. Hazır məhsul hazırlamaq üçün ardıcıl on addım atmalısınızsa və birdən biri dayanarsa, növbəti addımlar baş verə bilməz.”

Bitkilər ümumiyyətlə çox az miqdarda və yavaş tempdə ixtisaslaşmış metabolitlər istehsal edirlər. Buna görə də, onların arxasındakı biokimyəvi yolları müəyyən etmək, bu birləşmələrin daha geniş miqyasda istehsal edilməsi və real dünya problemlərinə tətbiq edilməsi üçün vacibdir.

Tədqiqatçılar bir yolu həll etdikdən sonra, bir birləşmənin qurulması üçün genetik təlimatları maya kimi mühəndislik yolu ilə hazırlanmış bir anaya köçürə bilərlər.

Biohakingin bu forması, ev sahibini bioloji istehsal sisteminə çevirə bilər və bu da ona daha çox tədqiqat və inkişaf üçün daha çox miqdarda istənilən kimyəvi maddə istehsal etməyə imkan verir.

“İdeal ssenaridə bu, nəticədə bu təbii məhsullardan ilhamlanan yeni dərmanların yaradılmasına kömək edə bilər”, – deyə Mutabjija bildirib.

Tütün Bitkiləri Canlı Biofabriklərə Çevrilir

Tədqiqatçılar canavar dovşanı və larkspurdan perspektivli genlər toplusunu müəyyən etdikdən sonra bu genetik təlimatları tütün bitkilərinə köçürdülər. Tütün, genlərin bitkilərin kimyəvi prosesini çoxalda bilib-bilməyəcəyini yoxlamaq üçün əlverişli bir canlı fabrik kimi xidmət etdi.

Təhlillər göstərdi ki, modifikasiya olunmuş tütün bitkiləri qrupun axtardığı yolu tapıb. Altı fərqli ferment diterpenoid alkaloidi olan atisinium istehsal etmək üçün birlikdə işləyib.

Fermentlər molekulun mürəkkəb son quruluşuna çevrilməsinə kömək etdi. Onlar həmçinin tədqiqatçıların gözləmədiyi vacib bir azot mənbəyinin əlavə olunmasına imkan verdi.

Atisiniumun hazırlanması üçün tələb olunan ilk biokimyəvi addımları müəyyən etməklə, komanda daha geniş diterpenoid alkaloid ailəsini və onun potensial faydalı dərman xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün vacib bir başlanğıc nöqtəsi qazandı.

Hamberger bildirib ki, “Vizyonumuz bu bitkilərin təbii gücündən istifadə etməyə imkan verəcək yaşıl və davamlı vasitələr təmin etməkdir”.