מדענים של המכון הביולוגי של אוניברסיטת טומסק במסגרת הפרויקט האסטרטגי "ביולוגיה הנדסית" מפתחים דרכים להגדלת התוכן של חומרים פעילים ביולוגית בצמחי מרפא וחקלאות, מדווחים שירות העיתונות של TSU. המחקר נתמך על ידי התוכנית הפדרלית "Priority 2030".
"אנו חוקרים את הרגולציה של סינתזה של מטבוליטים משניים של צמחי המזון הפופולריים ביותר בקרב הרוסים - מלפפון ותפוחי אדמה, כמו גם צמחי מרפא - אורגדאי מריר ו-lychnis calcedony", אומרת יקטרינה בויקו, חוקרת במחלקה לפיזיולוגיה של הצמחים. ביוטכנולוגיה וביואינפורמטיקה של המכון הביולוגי של TSU. - למטבוליטים משניים, בניגוד לראשוניים, יש משמעות תפקודית לא ברמת התא, אלא ברמת הצמח כולו. הם מבצעים פונקציות "אקולוגיות": הם מגנים על הצמח מפני מזיקים ופתוגנים, משתתפים ברבייה ומבטיחים אינטראקציה של צמחים זה עם זה ועם אורגניזמים אחרים במערכת האקולוגית.
עבור בני אדם, מטבוליטים צמחיים משניים הם מקור רב ערך לתרכובות שימושיות המבטיחות לא רק לפרמקולוגיה, אלא גם לתעשיית המזון, תעשיית הבישום והקוסמטיקה ואחרות.
חקר רמת המטבוליטים המשניים בגידולים חקלאיים ישפר בעקיפין את איכות מוצרי המזון ואת התכונות הרפואיות של הצמחים. יתר על כן, חקר התהליכים הללו יכול לחשוף מאפיינים חדשים אצל נציגים ידועים של הצומח ולהרחיב את תחומי השימוש בהם.
ההגדרה של תהליכי סינתזה "מגיבים" במהלך מחקרים חדשים תאפשר לביולוגים של TSU "לחבר" ישירות מולקולות איתות (לדוגמה, משדרי גזים, סידן) בעתיד כדי להאיץ את ייצור מטבוליטים משניים. בעתיד, זו הדרך לשינוי ממוקד של הגנום.
"לפי שעה, אנחנו מסתדרים ללא הצגת עיצובים חדשים", מסבירה אירינה גולובצקיה, מנהלת פרויקטים. – בתחילת הדרך אנו מחפשים נקודות מיתוג בחילוף החומרים של הפלבנואידים (שרבים מהם פיגמנטים צמחיים) בעזרת פיטו-הורמונים. אנו מתעניינים כיצד המסלולים לסינתזה של מטבוליטים משניים שונים או דומים במודלים שונים של צמחים. למשל, אילו קבוצות של פלבנואידים נוצרות בתגובה לפעולת מווסת צמיחה ממקור חיצוני, גודלו ואופיו, איזו תגובת צמיחה של צמחים או תרבית תאים תבוא בעקבותיו. במקרה זה, ישמשו יכולות ההסתגלות הטבעיות של תאי תרבות או צמחים מבלי לשנות את הגנום עד כה.
בסופו של דבר, תוצאות המחקר של ביולוגים TSU יתרמו ליצירת קווים ידידותיים לסביבה ופרודוקטיביים ביותר של גידולים חקלאיים, כמו גם צמחי מרפא עם תכולה גבוהה של חומרים פעילים ביולוגית.