Gli scienziati dell'Istituto biologico dell'Università statale di Tomsk nell'ambito del progetto strategico "Biologia ingegneristica" stanno sviluppando modi per aumentare il contenuto di sostanze biologicamente attive nelle piante medicinali e agricole, rapporti servizio stampa della TSU. La ricerca è stata sostenuta dal programma federale "Priorità 2030".
"Stiamo studiando la regolazione della sintesi dei metaboliti secondari delle piante alimentari più popolari tra i russi - cetriolo e patata, nonché piante medicinali - bitter orgaadai e lychnis calcedonio", afferma Ekaterina Boyko, ricercatrice presso il Dipartimento di Fisiologia vegetale, Biotecnologie e Bioinformatica dell'Istituto Biologico della TSU. - I metaboliti secondari, a differenza di quelli primari, hanno un significato funzionale non a livello cellulare, ma a livello dell'intera pianta. Svolgono funzioni "ecologiche": proteggono la pianta da parassiti e agenti patogeni, partecipano alla riproduzione e assicurano l'interazione delle piante tra loro e con altri organismi nell'ecosistema.
Per l'uomo, i metaboliti vegetali secondari sono una preziosa fonte di composti utili che sono promettenti non solo per la farmacologia, ma anche per l'industria alimentare, profumeria e cosmetica e altri.
Lo studio del livello dei metaboliti secondari nelle colture agricole migliorerà indirettamente la qualità dei prodotti alimentari e le proprietà medicinali delle piante. Inoltre, lo studio di questi processi può rivelare nuove proprietà in rappresentanti della flora noti da tempo ed espandere le aree del loro utilizzo.
La definizione di processi di sintesi "reattivi" nel corso di nuovi studi consentirà ai biologi della TSU di "connettere" direttamente molecole di segnalazione (ad esempio trasmettitori di gas, calcio) in futuro per accelerare la produzione di metaboliti secondari. In futuro, questo è il percorso verso una modifica mirata del genoma.
"Per il momento, riusciamo senza l'introduzione di nuovi design", spiega Irina Golovatskaya, project manager. – All'inizio del viaggio, cerchiamo punti di svolta nel metabolismo dei flavonoidi (molti dei quali sono pigmenti vegetali) con l'aiuto dei fitormoni. Siamo interessati a come le vie per la sintesi dei metaboliti secondari differiscano o siano simili in diversi modelli vegetali. Ad esempio, quali gruppi di flavonoidi si formano in risposta all'azione di un regolatore della crescita di origine esterna, la sua dimensione e natura, quale risposta di crescita delle piante o della coltura cellulare seguirà. In questo caso, verranno utilizzate le capacità adattative naturali di cellule o piante in coltura senza modificare il genoma finora.
In definitiva, i risultati della ricerca dei biologi della TSU contribuiranno alla creazione di linee di colture agricole rispettose dell'ambiente e altamente produttive, nonché di piante medicinali ad alto contenuto di sostanze biologicamente attive.