Нове дослідження показує, що генетична золота жила в листі м’яти може стати ключем до майбутніх (і свіжо пахнуть) ліків і пестицидів. Це сімейство трав включає не тільки м’яту. Сюди також входять шавлія, розмарин, базилік і навіть деревні рослини, такі як тик. Команда з Університету штату Мічіган стверджує, що завдяки еволюції ця родина рослин не тільки порушує наші відчуття запаху та смаку, але й містить гени, які можуть різними способами принести користь здоров’ю людини.
«Люди легко впізнають представників сімейства м’ятних за їхніми спеціальними метаболітами», — пояснює Бйорн Хамбергер, доцент, і Джеймс К. Біллман-молодший, доктор медичних наук, професор Коледжу природничих наук, в університетському релізі . «Метаболіти є ефективним способом для рослин захистити себе, оскільки вони не можуть втекти».
«Протягом мільйонів років рослини пристосовувалися та еволюціонували до своїх конкретних ніш, де вони процвітали, а це означає, що ці хімічні речовини різноманітні та чітко пристосувалися до навколишнього середовища», — додає Хамбергер. «Отже, ми намагаємося визначити та відкрити шляхи до цих спеціалізованих метаболітів, які виробляють рослини».
Хамбергер вивчає ці метаболіти, які вчені називають терпеноїдами, з 2016 року. Вони необхідні для захисту рослин як від хижаків, так і від вірусів. У повсякденному житті виробники використовують терпеноїди в екологічно чистих агрохімікатах, антиоксидантах, косметиці та парфумерії.
Що ховається в геномі монетного двору?
Працюючи з Робіном Буеллом, колишнім геномним дослідником МГУ, який зараз працює в Університеті Джорджії, команда Хамбергера секвенувала геном кількох рослин м’яти. Вони виявили, що сімейство м’ятних еволюціонувало протягом останніх 60-70 мільйонів років, і тепер багато сортів містять великий кластер біосинтетичних генів.
BCG — це група генів, розташованих близько один до одного в геномі рослини, які беруть участь в однакових метаболічних шляхах. Дослідники порівнюють ці гени з перлинним намистом, де всі перлини окремі, але все ще пов’язані. Дослідники Ебігейл Брайсон і Емілі Ланьє виявили цей БЦЖ у геномі б’ютібері та шести інших видів сімейства м’ятних.
«Ми дізнаємося, що фізичне розташування генів у геномі є важливим», — говорить Брайсон. «Це може стимулювати еволюцію спеціалізованих метаболічних шляхів у рослині, що призводить до великої різноманітності цікавих природних рослинних сполук».
БЦЖ є звичайним явищем у світі бактерій, але дослідники кажуть, що їхня роль у рослинах досі неясна. Нове дослідження виявило, що кластер БЦЖ у рослині красуні містить гени, які кодують два різних терпеноїдних шляхи. Терпеноїди накопичуються на багатьох ділянках рослин м’яти, включаючи листя та коріння. Автори дослідження вважають, що ці метаболіти можуть відігравати ключову роль у адаптації цих рослин до навколишнього середовища.
«Це та сама базова молекула, але кожен вид створює свою власну версію та змінює її різними способами, щоб відповідати своїм потребам виживання», — пояснює Ланьє.
Що вчені можуть зробити з генами м’яти?
Попередні дослідження дозволили перетворити рослини м’яти на корисні ліки, наприклад індійський колеус, який зараз є природним засобом для лікування глаукоми. Команда Хамбергера каже, що їхні генетичні знахідки відкривають двері для ще більших медичних проривів, від нових ліків до пестицидів і протимікробних засобів.
«Наша команда була в захваті від можливостей у сім’ї м’ятного двору», – підсумовує Хамбергер. «Ці ферменти м’яти, як і в американській рослині Beautyberry, дають нам можливість виробляти натуральні рослинні продукти в лабораторії, включаючи — сподіваюся, в майбутньому — природні добре пахучі репеленти від комарів ».
