محققان دریافتند که آویشن و پونه کوهی دارای متابولیت های ثانویه ای مثل تیموهیدروکینون هستند که خواص ضد سرطانی دارد می باشد.
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، آویشن و پونه کوهی دارای ترکیبات ضد سرطانی هستند که رشد تومور را سرکوب می کند.کلید باز کردن قدرت این گیاهان در تقویت مقدار ترکیب ایجاد شده یا سنتز ترکیب برای توسعه دارو است.محققان دانشگاه پوردو با ترسیم مسیر بیوسنتزی آن، نوعی دستور العمل مولکولی از مواد و مراحل مورد نیاز، به اولین گام برای استفاده از این ترکیب در داروسازی دست یافتند.
ناتالیا دوداروا، استاد برجسته بیوشیمی در کالج کشاورزی پردو، که پروژه را رهبری میکند می گوید: «این گیاهان حاوی ترکیبات مهمی هستند. اما مقدار آن بسیار کم است و استخراج کافی نخواهد بود». با درک چگونگی تشکیل این ترکیبات، ما مسیری را به سوی گیاهان مهندسی با سطوح بالاتری از آنها یا سنتز ترکیبات موجود در میکروارگانیسم ها برای استفاده پزشکی باز می کنیم.
«در حال حاضر زمان شگفت انگیزی برای علوم گیاهی است. ما ابزارهایی داریم که سریع‌تر، ارزان‌تر هستند. و بینش بسیار بیشتری را ارائه می‌کنند. مثل نگاه کردن به داخل سلول است. تقریبا غیر قابل باور است.»
ترکیبات ضد سرطانی آویشن و پونه کوهی
تیمول، کارواکرول و تیموهیدروکینون ترکیبات طعم دهنده آویشن، پونه کوهی و سایر گیاهان از خانواده Lamiaceae هستند. آنها همچنین دارای خواص ضد باکتری، ضد التهابی، آنتی اکسیدانی و سایر خواص مفید برای سلامت انسان هستند. دوداروا، مدیر مرکز زیست شناسی گیاهی پوردو میگوید: نشان داده شده است که تیموهیدروکینون دارای خواص ضد سرطانی است و به ویژه مورد توجه است.
این تیم با همکاری دانشمندان دانشگاه مارتین لوتر هال-ویتنبرگ آلمان و دانشگاه ایالتی میشیگان، کل مسیر بیوسنتزی به تیموهیدروکینون، از جمله تشکیل پیش سازهای آن تیمول و کارواکرول، و ترکیبات میانی کوتاه مدت در طول مسیر را کشف کردند.
به گفته وی این یافته‌ها دیدگاه‌های قبلی در مورد تشکیل این دسته از ترکیبات، به نام مونوترپن‌های فنولی یا معطر را تغییر می‌دهد. که تنها چند مسیر بیوسنتزی برای آن در گیاهان دیگر کشف شده است. جزئیات این کار در مقاله ای منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم آمده است.
پان لیائو، نویسنده اول مقاله و محقق فوق دکترا در آزمایشگاه دوداروا، میگوید: “این یافته ها اهداف جدیدی را برای مهندسی ترکیبات با ارزش بالا در گیاهان و سایر موجودات فراهم می کند.” بسیاری از گیاهان نه تنها دارای خواص دارویی هستند، بلکه از ترکیبات موجود در آنها به عنوان افزودنی های غذایی و برای عطر، لوازم آرایشی و سایر محصولات استفاده می شود.
اکنون که این مسیر شناخته شده است، دانشمندان گیاهی می توانند ارقامی را توسعه دهند که ترکیبات مفید بیشتری تولید می کنند یا می توانند برای تولید در میکروارگانیسم هایی مانند مخمر ترکیب شوند. او گفت که روش دوم شامل فرآیند تخمیر برای به دست آوردن ترکیبات ارزشمند است، همانطور که برای بسیاری از محصولات گیاهی صادق است.
فرآیند تخمیر برای تولید مواد غذایی و آشامیدنی، دارویی و سوخت‌های زیستی آنقدر مهم است که پوردو اکنون یک رشته علمی تخمیر را ارائه میکند.
شناسایی ژن های موردنیاز تولید ترکیبات ضد سرطانی
این تیم با استفاده از توالی یابی RNA و تجزیه و تحلیل همبستگی، بیش از ۸۰۰۰۰ ژن را از نمونه های بافت گیاهی غربال کردند و ژن های مورد نیاز برای تولید تیموهیدروکینون را شناسایی کردند. بر اساس آنچه در مورد ساختار ترکیب شناخته شده بود و از طریق پروفایل متابولیت و آزمایش بیوشیمیایی، تیم مسیر بیوسنتزی را شناسایی کرد.
لیائو گفت: «واسطه‌ای که در مسیر ایجاد شد، آن چیزی نبود که پیش‌بینی شده بود». ما دریافتیم که ستون فقرات آروماتیک تیمول و کارواکرول از β-ترپینن توسط یک مونواکسیژناز P450 در ترکیب با یک دهیدروژناز از طریق دو واسطه ناپایدار تشکیل شده است، اما همانطور که پیشنهاد شد، p-cymene نیست.
دوداروا گفت که اکنون مسیرهای بیشتری به دلیل توانایی استفاده از توالی یابی RNA برای انجام تجزیه و تحلیل بیان ژن با توان بالا کشف شده است.وی همچنین افزود : نتایج این تحقیق برای تحقیقات بیوشیمی و علوم گیاهی سایر گونه های گیاهی نیز مفید خواهد بود.
دوداروا گفت: “ما به عنوان دانشمندان همیشه مسیرها را در سیستم ها و گیاهان مختلف مقایسه می کنیم.” ما همیشه به دنبال فرصت های جدید هستیم. هرچه بیشتر یاد بگیریم، بیشتر می‌توانیم شباهت‌ها و تفاوت‌هایی را که می‌توانند کلید موفقیت بعدی باشند، تشخیص دهیم.»
مرجع: “بیوسنتز تیمول، کارواکرول، و تیموهیدروکینون در Lamiaceae از طریق سیتوکروم P450s و یک دهیدروژناز با زنجیره کوتاه” توسط Sandra T. Krause، Pan Liao، Christoph Crocoll، Benoît Boachon، Christiane Förster, Wickertalyang، انجام می شود. ژائو، جاشوا سی. وود، سی. رابین بوئل، جاناتان گرشنزون، ناتالیا دوداروا و یورگ دگنهارت، ۲۰ دسامبر ۲۰۲۱، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.
DOI: 10.1073/pnas.2110092118