Paul Sparks
0 
3887
979
Oamenii s-au îndreptat spre planta de mac pentru a obține o mare sau a alina durerea de mii de ani. Și în ciuda tuturor celorlalte progrese farmaceutice uluitoare, dependența noastră de plantă nu s-a schimbat prea mult; maci sunt folosite pentru a face două dintre cele mai utilizate pe scară largă din lume, morfină și codeină, precum și pentru eliminarea tusei.
Dar cum a făcut planta de mac de opiu (Papaver somniferum) să înceapă cu proprietățile sale de reducere a durerii?
O echipă de cercetători din Regatul Unit, China și Australia s-a săpat în această întrebare în câțiva ani, examinând genomul macului de opiu pentru a-și da seama cum această plantă și-a dezvoltat proprietățile terapeutice neobișnuit de puternice și utile. Acum, un nou studiu, publicat astăzi (30 august) în revista Science, descrie majoritatea genomului macului de opiu. Studiul evidențiază când și cum au intrat în joc genele cheie producătoare de produse farmaceutice. [10 Date interesante despre eroină]
Sarcina a fost dificilă, datorită abundenței de material genetic a plantei care conține mai multe secțiuni repetate. Totuși, împărțirea genomului a fost utilă pentru urmărirea dezvoltării macului de opiu.
Primul eveniment genetic important al macului, au descoperit cercetătorii, a avut loc în urmă cu aproximativ 110 milioane de ani. Atunci a fost duplicat întregul genom, sau cel puțin bucăți foarte mari din acesta. Acest lucru nu este neobișnuit pentru angiosperme, categoria plantelor cu flori care include maci. Dar duplicarea poate fi consecventă. Când organismele au dublul materialului genetic, o jumătate din genom este liber să evolueze, în timp ce cealaltă jumătate rămâne stabilă, a declarat co-autorul studiului Ian Graham, profesor de genetică biomedicală la Universitatea din York din Regatul Unit.
În cazul maștilor, acel material genetic suplimentar a evoluat într-un mod foarte important, cercetătorii au descoperit: în urmă cu mai mult de 7,8 milioane de ani, două gene au fuzionat și au devenit singura genă responsabilă de producția de morfină și codină de mac. Acest „megagen” codifică o enzimă care transformă o moleculă de mac precursor în compuși care în cele din urmă devin codeină și morfină. Fără ea, macul ar transforma aceași moleculă precursoare în compusul noscapine, iar plantele nu ar fi analgezice..
Pentru Graham, aceasta este una dintre cele mai importante descoperiri în cercetarea lor. „Este într-adevăr satisfăcător să știi cum a apărut acea genă”, a spus el .
După această fuziune a genelor, genomul macului a replicat din nou și a pierdut câteva bucăți, a descoperit studiul. Dar megagena este crucială pentru formarea opiatesstuck în jur. La fel ca în cazul genelor cele mai utile, șansele sunt că această genă a fost o mutație aleatorie care a continuat să fie transmisă deoarece a fost utilă plantei. Nu este deloc clar pentru biologi de ce macul de opiu și-a păstrat abilitățile de a produce morfină și codeină, dar este probabil pentru că substanțele chimice împiedică erbivorele flămânde, a spus Graham.
Unele alte mistere de mac rămân de rezolvat, de asemenea. De exemplu, celelalte enzime implicate în producerea morfinei și codeinei au apărut probabil mai devreme decât sosirea megagenei acum 7,8 milioane de ani, deși echipa de cercetare nu știe când este exact. (Cu alte cuvinte, megagenul nu este singurul jucător implicat în producția de antidirigene la maci.) Graham a spus că speră și să studieze genomul speciilor de plante înrudite pentru a vedea de ce unele dintre ele fac sau nu fac narcotice.
Dar, deocamdată, deducerea modului în care maștile și-au obținut calitățile medicinale și cum arată genomul, este suficientă pentru a ajuta industria antidrog, a spus Graham. (În ciuda abuzului de opioide, mai este nevoie de calmante de calitate și medicamente pentru îngrijirea paliative, a adăugat el.) Chiar dacă horticultorii au dezvoltat tulpini hiper-specifice care produc în cea mai mare parte opiacee sau noscapine, cultivatorii de mac de opiu caută întotdeauna modalități de a face producția. mai sustenabil și mai rentabil, a spus el.
Și ca orice altă cultură, s-ar putea să existe loc pentru modificări genetice pentru a face ca macele să producă mai mulți agenți farmaceutici, să crească mai repede sau să reziste la infecții. "Analiza genomului ne oferă o platformă pentru a face toate acestea mai eficient", a spus Graham.