Создана генномодифицированная полынь, которая спасёт человечество от малярии

Полынь однолетняя (Artemisia annua) не может претендовать на лавры одного из древнейших лекарственных растений. Но в 70-х годах прошлого века её ценность значительно выросла после того, как китайский фармаколог, а впоследствии лауреат Нобелевской премии, Ту Юю выделил из полыни артемизинин – самое мощное средство против малярии.

Однако из-за довольно низкой концентрации этого вещества в листьях мировое производство растительного артемизинина не может удовлетворить потребности медицины. Но теперь, благодаря достижениям китайских учёных, ситуация имеет все шансы в корне измениться. Команда во главе с Кэсюанем Таном (Kexuan Tang) из Шанхайского университета Джао Тонг сумела воспользоваться результатами секвенирования генома однолетней полыни для создания генномодифицированной линии с высоким уровнем артемизинина.

"Почти половина мирового населения подвержена риску развития малярии, – говорит Тан. – Наша стратегия крупномасштабного производства артемизинина отвечает растущему спросу на этот лекарственный комплекс и поможет решить глобальную проблему".

По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 году от козней малярийного плазмодия пострадали 216 миллионов человек в 91 стране. При этом 445 тысяч случаев заражения закончились летальным исходом. И до сих пор наиболее эффективным и доступным методом борьбы с заболеванием является комбинированная терапия на основе артемизинина, который, помимо этого, помогает лечить рак, туберкулёз и диабет. Но, к сожалению, содержание целебного соединения в листьях полыни не превышает 1 проценто от массы сухого вещества.

В предыдущих работах учёные уже пытались усилить экспрессию генов, ответственных за биосинтез артемизинина. Но из-за недостатка информации об этих самых генах им не удавалось создать заветный сорт растения.

Чтобы решить эту фундаментальную проблему, Тан и его коллеги начали с самого начала, то есть с полной расшифровки генома однолетней полыни, который, как выяснилось, содержит 63 226 генов, кодирующих белки. Из-за большой длины и высокой сложности этой последовательности на расшифровку ушло несколько лет.

Интересно, что в ходе кропотливой работы команда раскрыла множество неизвестных ранее подробностей не только о полыни, но и обо всём семействе астровых – одном из самых больших семейств растений. Но самым главным результатом нового исследования стало достаточно полное понимание всего метаболического пути артемизинина и обнаружение неизвестных ранее генов, связанных с его синтезом.

Руководствуясь этими сведениями, исследователи выделили три гена, увеличение активности которых влияло на весь механизм производства противомалярийного вещества. В результате была создана линия полыни с содержанием артемизинина на уровне 3,2 процента от массы сухого вещества.

Команда уже отправила пробную партию семян нового сорта на Мадагаскар, где выращивается больше всего однолетней полыни. Кроме того, Тан и его коллеги продолжают работу и стремятся повысить содержание ценного соединения до 5 процентов. По словам учёного, это поможет значительно увеличить мировые запасы артемизинина и снизить его стоимость, что сделает лечение более доступным.

Символично, что результаты исследования опубликованы в издании Molecular Plant 24 апреля - за сутки до Всемирного дня борьбы против малярии. А первый промышленный урожай новой линии полыни поспеет в 2019 году.

Осознавая значимость однолетней полыни для лечения малярии, человечество не перестаёт уделять внимание этому растению. Одним из последних достижений, о котором писали авторы проекта Вести.Наука (nauka.vesti.ru), стало подтверждение ощутимого терапевтического эффекта таблеток, которые состоят исключительно из сухих листьев растения, когда другие средства оказались бессильны.