Химическое вещество, извлеченное из небольшого цветущего растения, помогает в борьбе с раком на протяжении десятилетий. Теперь, после 60-летнего изучения, ученые, наконец, выяснили, как оно создает эту медицинскую важную молекулу.
Розовый Мадагаскар
На этом небольшом цветке есть непостижимая химическая перерабатывающая фабрика. Мадагаскарский барвинок, или розовый барвинк, - это приятное маленькое растение, которое украшает многие сады.
Но этот цветок больше, чем кажется на первый взгляд - на самом деле, это спасатель жизни. На протяжении десятилетий ученые охотно извлекали из листьев химикат, называемый винбластин.
В Канаде, в 1950-х годах, ученые обнаружили, что винбластин - невероятно полезный препарат для лечения рака. Он не позволяет клеткам вводить митоз, тем самым прерывая деление клеток, и он используется против рака мочевого пузыря, яичек, легких, яичников и рака молочной железы.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) перечисляет его как необходимое лекарство, классифицируя как один из «наиболее эффективных, безопасных и экономически эффективных лекарств для приоритетных условий».
Проблема с винбластином
Одна существенная проблема омрачала полезность винбластина: его очень сложно и неэффективно извлекать. Несмотря на достижения в области технологий, которые помогли упростить процедуру, она остается медленной и дорогостоящей. В настоящее время требуется около 500 килограммов высушенных листьев для производства всего 1 грамма винбластина.
Из-за невероятного количества работы, необходимой для производства лекарственного средства, ученые посвятили 60 лет миссии, чтобы понять, как цветок делает это химическое вещество.
Если они смогут понять естественный процесс, мы надеемся, что они могут имитировать его в лаборатории и разработать способы более эффективного производства винбластина и, что важно, при более низких затратах.
В течение последних 15 лет исследователи из лаборатории профессора Сары О'Коннор в Центре Джон Иннес в Норфолке, Соединенное Королевство, пытались разгадать генетику мадагаскарского барвинка.
Наконец, д-р Лоренцо Капути и его команда - вместе с учеными из группы Courdavault, базирующейся в Туре, Франция, описали последний фрагмент головоломки.
Используя современные методы секвенирования генома, они укоренили недостающие гены в пути к производству винбластина.
31 шаг к винбластину
Как отмечают авторы исследования, их выводы основаны на многолетней работе, выполненной в нескольких лабораториях по всему миру. Это действительно совместные усилия.
Их недавняя статья, озаглавленная «Отсутствующие ферменты в биосинтезе противоракового лекарственного винбластина в мадагаскарской барвинке», опубликована в журнале Science. В этой статье исследователи идентифицируют ферменты, участвующие в заключительных стадиях синтеза винбластина: catharanthine и tabersonine.
Используя современные технологии, традиционную химию и литературу, написанные в 1960-х и 70-х годах, они объединили химические стадии, связанные с превращением молекулы-предшественника в винбластин - всего лишь 31 шаг.
Ферменты, которые они идентифицировали, могут быть связаны с использованием технологий синтетической биологии, которые уже используются, создавая столь необходимый ярлык для производства винбластина.
«С помощью этой информации мы теперь можем попытаться увеличить количество винбластина, произведенного путем размещения синтетических генов на таких хозяевах, как дрожжи или растения».
Они предсказывают, что в течение следующих 12-18 месяцев их лаборатория или участник соревнований должны иметь возможность создавать небольшие количества винбластина или его предшественников виндолин и капрантин.
Источник: https://www.medicalnewstoday.com/articles/321726.php
