«Эти растения содержат важные соединения, но их количество очень низкое, и экстракции будет недостаточно, — заявила Наталья Дударева, заслуженный профессор биохимии сельскохозяйственного колледжа Пердью, соруководившая проектом. — Понимая, как образуются эти соединения, мы открываем путь к созданию растений с более высоким содержанием этих соединений или к их синтезу в микроорганизмах для использования в медицине».
Тимол, карвакрол и тимогидрохинон являются ароматическими соединениями тимьяна (чабреца), орегано (душицы) и других растений семейства Lamiaceae (губоцветные). Они обладают антибактериальными, противовоспалительными, антиоксидантными и другими свойствами, полезными для здоровья человека. Было доказано, что тимогидрохинон наделен противораковыми свойствами и представляет особый интерес, сообщила Дударева.
В сотрудничестве с учеными из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге в Германии и Университета штата Мичиган команда раскрыла весь путь биосинтеза тимогидрохинона, включая образование его предшественников тимола и карвакрола, а также короткоживущих промежуточных соединений на этом пути.
Полученные данные меняют предыдущие представления об образовании данного класса соединений, называемых фенольными или ароматическими монотерпенами, для которых у других растений было обнаружено лишь несколько путей биосинтеза.
«Эти результаты представляют собой новые цели для разработки ценных соединений в растениях и других организмах», — сказал Пань Ляо, соавтор статьи и научный сотрудник лаборатории Дударевой.
Теперь, когда этот путь известен, ученые-растениеводы могут разработать сорта, которые производят гораздо больше полезных соединений. Используя секвенирование РНК и корреляционный анализ, команда изучила более 80 000 генов из образцов растительной ткани и определила гены, необходимые для производства тимогидрохинона.
«Сейчас удивительное время для науки о растениях. У нас есть инструменты, которые быстрее, дешевле и дают гораздо больше информации. Это все равно что заглядывать внутрь клетки. Это почти невероятно», — резюмировала Дударева.
