Az emberek már a mák növényéhez fordultak, hogy évezredeken át magasra váljanak, vagy enyhítsék a fájdalmat. És minden más megdöbbentő gyógyszerészeti fejlődésünk ellenére, a növényre támaszkodásunk nem sokat változott; A pipacsok a világon legszélesebb körben alkalmazott fájdalomcsillapítók, a morfin és a kodein, valamint a köhögéscsillapító noscapine készítésére szolgálnak.
De hogy lépett fel az ópiummák (Papaver somniferum) kezdi meg a fájdalomcsillapító tulajdonságait?
Az Egyesült Királyságban, Kínában és Ausztráliában dolgozó kutatók egy csoportja az elmúlt években foglalkozott ezzel a kérdéssel, és az ópiummák genomját vizsgálta, hogy kitalálja, hogyan fejlesztette ki ez a növény szokatlanul hatékony és hasznos terápiás tulajdonságait. Most, egy új tanulmány, amelyet ma (augusztus 30-án) jelentettek meg a Science folyóiratban, részletezi az ópiummák genomját. A tanulmány rámutat arra, hogy mikor és hogyan jöttek létre a kulcsfontosságú gyógyszergyártó gének.
A feladat nehéz volt, annak köszönhetően, hogy a növény genetikai anyaga sokaságú, amely több ismétlődő részt tartalmaz. Ennek ellenére a genom összeillesztése hasznos volt az ópiummák fejlődésének nyomon követésében.
Az első fontos pipacsgenetikai eseményre, a kutatók megállapították, körülbelül 110 millió évvel ezelőtt került sor. Ekkor az egész genom, vagy legalább annak nagyon nagy darabjai lemásolódtak. Ez nem szokatlan az angiosperms, a virágos növények kategóriája, amely magában foglalja a pipacsokat. De a másolás következményes lehet. Amikor az organizmusok megkettőzik a genetikai anyagot, akkor a genom fele szabadon fejlődik, míg a másik fele stabil marad - mondta Ian Graham, a tanulmány társszerzője, az Egyesült Királyság York-i Yorki Egyetem orvosbiológiai genetikájának professzora.
A pipacsok esetében az extra genetikai anyag egy nagyon fontos módon fejlődött ki. A kutatók megállapították: Több mint 7,8 millió évvel ezelőtt két gén fuzionálódott, és egyetlen mágnesgé vált a mák morfin- és kodeintermeléséért. Ez a "megagen" egy enzimet kódol, amely egy prekurzor mák molekulát olyan vegyületekké alakít, amelyek végül kodeinné és morfinré válnak. Enélkül a pipacsok ugyanazt a prekurzormolekulát csak a noscapine-vegyületté alakítanák, és a növények nem lennének fájdalomcsillapítók.
Graham szerint ez az egyik legfontosabb lelet kutatásukban. "Nagyon örömmel tudom, hogyan alakult ki ez a gén" - mondta a Live Sciencenek.
A génfúzió után a mák genomja ismét megismétlődött és elveszített néhány darabot - találták a tanulmányban. De az a megagné, amely elengedhetetlen az ópiát kialakításához. A leghasznosabb génekhez hasonlóan az esély az is, hogy ez a gén egy véletlenszerű mutáció volt, amely tovább terjedt, mivel hasznos volt a növény számára. A biológusok számára nem teljesen világos, miért tartották az ópiummák a morfin- és kodeintermelő képességeit körül, ám valószínűleg azért van, mert a vegyszerek megakadályozzák az éhes növényevőket - mondta Graham.
Néhány más mák rejtélyt is meg kell oldani. Például a morfin és kodein előállításában részt vevő egyéb enzimek valószínűleg korábban jelentkeztek, mint a megéne 7,8 millió évvel ezelőtti érkezése, bár a kutatócsoport nem tudja, mikor pontosan. (Más szavakkal, a megéne nem az egyetlen szereplő, amely a pipacsok fájdalomcsillapítójában vesz részt.) Graham elmondta, hogy azt is reméli, hogy megvizsgálja a rokon növényfajok genomjait, hogy megtudja, miért vannak ezek közül egyesek kábítószerek.
Graham elmondta, hogy egyelőre elég ahhoz, hogy meghatározzuk, hogy a pipacsok miként kapták meg gyógyító tulajdonságaikat, és hogyan néz ki a genom. (Az opioidokkal való visszaélés ellenére továbbra is szükség van minőségi fájdalomcsillapítókra és palliatív gyógyszerekre.) Noha a kertészkedők hiper-specifikus törzseket fejlesztettek ki, amelyek többnyire opiátokat vagy noscapinot termelnek, az ópiummák-termelők mindig keresik a termelés módját. fenntarthatóbb és költséghatékonyabb - mondta.
És mint bármely más növény, itt is lehet genetikai módosítások, hogy a pipacsok több gyógyszert előállítsanak, gyorsabban növekedjenek vagy ellenálljanak a fertőzésnek. "A genom elemzés platformot kínál mindezek hatékonyabb végrehajtására" - mondta Graham.
