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Gli scienziati coltivano le piante transgeniche per raddoppiare la produzione del artemisinin per il combattimento contro la malaria

Dai tempi antichi, l'umanità ha usato gli impianti per trattare le malattie. Un esempio è il annua dell'artemisia dell'impianto, utilizzato per oltre 2.000 anni nella medicina di cinese tradizionale per trattare le febbri intermittenti. Al giorno d'oggi, la molecola del artemisinin - il principio attivo sintetizzato nei capelli microscopici (trichomes) di questo impianto - è la componente principale dei trattamenti di malaria universalmente. Infatti, lo scienziato cinese Youyou Tu ha ricevuto nel 2015 con il premio Nobel nella medicina per la scoperta del artemisinin e la sua applicazione nelle terapie contro malaria.

Indipendentemente dall'efficacia del artemisinin contro malaria e da altre malattie causate dai parassiti e malgrado il suo potenziale antitumorale, il suo uso affronta un problema: il contenuto basso prodotto dall'impianto e l'alto costo della sua sintesi chimica provocano una droga insufficiente e costosa.

Ora, un gruppo di ricerca internazionale piombo dai ricercatori dal centro per la ricerca nella genomica agricola (RUPE) e Sequentia Biotech S.L. ha potuto ottenere, con l'ingegneria genetica, gli impianti di annua dell'artemisia che producono il doppio artemisinin. L'opera, pubblicata oggi nel giornale dell'impianto, identifica un gene in questione nella formazione di trichomes dell'impianto e nella sintesi dei terpeni, quale il artemisinin. “Abbiamo scoperto che il gene AaMYB1 ha una funzione doppia: promuove la formazione del trichome nelle foglie e la sintesi del artemisinin dentro i trichomes„, spiega Soraya Pelaz, il ricercatore di ICREA alle RUPE e l'autore senior dell'articolo. “Manipolando questo gene, siamo riuscito a coltivare le piante che contengono molto più artemisinin che le loro controparti selvaggio tipe,„ lei aggiungiamo. Si noti che 90% dei casi di malaria e 92% delle morti causate da questa malattia si presentano in Africa Subsahariana, questo che trova potrebbe essere un punto importante verso la diminuzione dei costi di produzione di così droga necessaria.

L'impianto come fabbrica

Questo studio è un esempio perfetto del trasferimento di conoscenza. Luis Matias-Hernandez, primo autore del lavoro discusso, ha cominciato a studiare la formazione di trichomes nel thaliana di modello di Arabidopsis dell'impianto quando era un ricercatore postdottorale al gruppo delle RUPE piombo da Soraya Pelaz. La comprensione acquistata lo ha incitato a pensare che la formazione di trichomes potrebbe essere manipolata in impianti con le applicazioni industriali. Per i due anni scorsi ed i ringraziamenti ad un Torres Quevedo si contraggono, Luis Matias-Hernandez sta dirigendo una riga di ricerca puntata su ottenendo gli impianti dell'artemisia che producono un gran numero di artemisinin alla rotazione-fuori Sequentia Biotech, da cui continua collaborare con le RUPE.

“Uno degli obiettivi principali di Sequentia Biotech è di produrre il artemisinin della stessa qualità ma ad un più a basso costo. La nostra ambizione è di diminuire il prezzo della droga, in modo da può essere accessibile ad ognuno in futuro„, sottolinea Luis Matias-Hernandez. “Vogliamo usare l'artemisia come fabbrica a basso costo naturale per gli antimalarico e stiamo verificando le strategie differenti per farlo,„ aggiunge il ricercatore.

Oltre il artemisinin

Collaborando con Peter la E Brodelius, ricercatore all'università di Linneo in Svezia, gli scienziati potevano identificare il gene AaMYB1 fra la schiera dei geni espressi nei trichomes dell'artemisia. Alle RUPE, i ricercatori hanno progettato gli impianti transgenici che overexpressed questo gene ed hanno trovato che hanno accumulato le più grandi dosi del artemisinin che gli impianti modificati non-genetico.

Ma la ricerca è andato più avanti. per confermare il ruolo del gene AaMYB1 nella formazione di trichomes dell'impianto, i ricercatori cercati i simili geni nel thaliana di modello di Arabidopsis dell'impianto e trovati il gene AtMYB61. Quando questo gene overexpressed nell'impianto di modello, egualmente ha prodotto una quantità elevata dei trichomes sulle sue foglie, dimostrante che questi geni svolgono un ruolo chiave nella formazione di trichomes in specie evolutionarily distanti. Soraya Pelaz spiega che “oltre al suo ruolo in artemisia, l'identificazione di questo gene può anche essere utile per altri impianti di cui i trichomes producono le sostanze di interesse„. Luis Matias-Hernandez aggiunge “là è molti impianti che producono le sostanze di interesse nei loro trichomes. Per esempio, il mentolo e il thymol sono terpeni prodotti nei trichomes della menta e del timo, rispettivamente.„