کشف یک ترکیب گیاهی ضد سرطان در آویشن و پونه کوهی

دیدارنیوز ـ به نقل از فیز، آویشن و پونه کوهی ترکیبی ضد سرطان در خود دارند که باعث سرکوب رشد غده سرطانی می‌شود، اما افزودن آن به غذا برای دستیابی به فواید قابل توجه آن کافی نیست. کلید رسیدن به اثربخشی این گیاهان افزایش میزان ترکیب ایجاد شده یا سنتز آن برای ساخت دارو است.

محققان دانشگاه "پردو" اولین گام را در جهت استفاده‌ی این ترکیب در داروشناسی برداشتند. آن‌ها این کار را با ترسیم مسیر بیوسنتزی گیاهان انجام دادند. بیوسنتز به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن پیش‌ماده‌ها برای مثال مونوساکارید‌ها طی فرآیندی تبدیل به فرآورده‌های پیچیده‌تری مثل پلی‌ساکارید می‌شوند. مسیر بیوسنتزی فرآیندی است که طی آن یک ترکیب در نتیجه‌ی فعل‌وانفعالات سایر مولکول‌ها تشکیل می‌شود.

"ناتالیا دوداروا" (Natalia Dudareva) استاد برجسته بیوشیمی در دانشکده کشاورزی دانشگاه "پردو" که سرپرستی این پروژه را برعهده داشت می‌گوید: این گیاهان حاوی ترکیبات مهمی هستند، اما مقدار آن‌ها بسیار کم است و عصاره‌گیری کافی نیست. با درک نحوه‌ی شکل‌گیری این ترکیبات، ما راهی به سوی مهندسی گیاهانی با مقادیر بالاتر از این ترکیبات پیدا می‌کنیم یا می‌توانیم این ترکیبات را در میکروارگانیسم‌ها سنتز کنیم و از آن در مصارف پزشکی استفاده کنیم. اکنون زمان فوق‌العاده‌ای برای علم گیاه‌شناسی است. ما ابزاری داریم که سریع‌تر و ارزانتر است و بینش بیشتری فراهم می‌کنند. درست مانند نگاه کردن به درون یک سلول، تقریبا باورنکردنی است.

او افزود: تیمول، کارواکرول و تیموهیدروکینون ترکیبات شیمیایی طعم‌دهنده موجود در آویشن، پونه کوهی و سایر گیاهان خانواده نعنائیان هستند. آن‌ها همچنین خواص ضد باکتری، ضد التهاب و آنتی‌اکسیدانی دارند که برای سلامت انسان مفید است. مشخص شده است که تیموهیدروکینون خواص ضد سرطانی دارد و در این تحقیقات به طور خاص قابل توجه قرار گرفته است.

محققان این مقاله با همکاری دانشمندان دانشگاه مارتین لوتر هاله ویتنبرگ آلمان و دانشگاه ایالتی میشیگان مسیر بیوسنتزی رسیدن به تیموهیدروکینون را که شامل نحوه تشکیل پیش‌ماده‌های آن یعنی تیمول و کارواکرول و ترکیبات میانی با طول عمر کوتاه بود، کشف کردند.

این یافته‌ها بینش قبلی از نحوه‌ی تشکیل این دسته از ترکیبات به نام فنول‌ها یا مونوترپن‌ها را تغییر داد. ترکیباتی که برای آن‌ها مسیر‌های بیوسنتزی کمی در سایر گیاهان کشف شده بود. این مقاله در مجله‌ی "Proceedings of the National Academy of Sciences" منتشر شده است.

"پان لیائو" (Pan Liao) از نویسندگان اصلی این مقاله و محقق پسادکتری در آزمایشگاه دوداروا می‌گوید: این یافته‌ها، اهداف جدیدی برای مهندسی ترکیبات با ارزش در گیاهان و سایر ارگانیسم‌ها فراهم می‌کند. بسیاری از گیاهان نه تنها حاوی ترکیبات مفید پزشکی هستند بلکه ترکیبات درون آن‌ها به عنوان طعم‌دهنده غذا و در عطرها، لوازم آرایشی و سایر محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اکنون که این مسیر بیوسنتزی مشخص شده است، گیاه‌شناسان می‌توانند گیاهانی ایجاد کنند که مقادیر بیشتری از این ترکیبات مفید تولید می‌کنند یا می‌توان آن را در میکروارگانیسم‌هایی مثل مخمر گنجاند تا این مواد را تولید کنند. او افزود که روش دیگری نیز وجود دارد و آن فرآیند تخمیر برای به دست آوردن این ترکیبات ارزشمند است. این فرآیند در بسیاری از محصولات گیاه-محور صادق است.

فرآیند تخمیر اهمیت زیادی در تولید غذا، داروسازی، تولید سوخت زیستی دارد طوری که دانشگاه پردو یک رشته تحصیلی را به آن اختصاص داده است.

محققان با استفاده از توالی‌یابی آران‌ای، بیش از ۸۰ هزار ژن در بافت نمونه گیاهان را مورد ارزیابی قرار داد و ژن‌هایی که برای تولید تیموهیدروکینون نیاز بود را یافتند.

آن‌ها براساس دانشی که در مورد ساختار این ترکیب وجود داشت و با آزمایش بیوشیمیایی موفق به یافتن مسیر بیوسنتزی ساخت این ترکیب شدند.

"لیائو" می‌گوید: ترکیبات میانی تولید شده در مسیر بیوسنتزی ساخت تیموهیدروکینون، آن چیزی نبود که پیش‌بینی شده بود. ما دریافتیم که ستون اصلی معطر بودن تیمول و کارواکرول از گاماترپینن (γ-terpinene) با مونواکسیژناز پی ۴۵۰ (P ۴۵۰ monooxygenase) به همراه دی‌هیدروژناز (dehydrogenase) و دو عنصر ناپایدار دیگر تشکیل می‌شود و نه از پی-سیمن (p-Cymene).

"دوداروا" می‌گوید: اکنون به دلیل توانایی ما در توالی‌یابی آران‌ای برای بررسی بیان ژن، مسیر‌های بیوسنتزی بیشتری در حال کشف است.

نتایج این مقاله برای تحقیقات بیوشیمی و گیاه‌شناسی در سایر گونه‌های گیاهی نیز مفید است.