EAST LANSING, Michigan — Nowe badanie ujawnia, że ​​genetyczna kopalnia złota w liściach mięty może być kluczem do przyszłych (i świeżo pachnących) leków i pestycydów. Ta rodzina ziół obejmuje nie tylko miętę. Obejmuje również szałwię, rozmaryn, bazylię, a nawet rośliny drzewiaste, takie jak teak. Wraz z wstrząsaniem naszymi zmysłami węchu i smaku, zespół z Michigan State University mówi, że dzięki ewolucji ta rodzina roślin zawiera teraz geny, które mogą korzystnie wpływać na ludzkie zdrowie na różne sposoby.

„Ludzie z łatwością rozpoznają członków rodziny mięty po ich wyspecjalizowanych metabolitach”, wyjaśnia Björn Hamberger, profesor nadzwyczajny i James K. Billman Jr., profesor nauk medycznych w College of Natural Science, w komunikacie uniwersyteckim. „Metabolity są skutecznym sposobem obrony roślin, ponieważ nie mogą uciec”.

„Przez miliony lat rośliny przystosowywały się i ewoluowały w swoich niszach, w których dobrze się rozwijają, a to oznacza, że ​​te chemie są zróżnicowane i wyraźnie dostosowały się do swojego środowiska” – dodaje Hamberger. „Próbujemy więc zidentyfikować i odkryć ścieżki prowadzące do tych wyspecjalizowanych metabolitów wytwarzanych przez rośliny”.

Hamberger badał te metabolity, które naukowcy nazywają terpenoidy, od 2016 r. Są one niezbędne do ochrony roślin zarówno przed drapieżnikami, jak i wirusami. Jeśli chodzi o nasze codzienne życie, producenci stosują terpenoidy w ekologicznych agrochemikaliach, przeciwutleniaczach, kosmetykach i perfumach.

Co kryje się w genomie mięty?

Współpracując z Robinem Buellem, byłym badaczem genomiki z MSU, obecnie na University of Georgia, zespół Hambergera zsekwencjonował genom kilku roślin mięty. Odkryli, że rodzina mięty ewoluowała w ciągu ostatnich 60 do 70 milionów lat, a wiele odmian zawiera obecnie duży klaster genów biosyntetycznych.

BCG to grupa genów znajdujących się blisko siebie w genomie rośliny, które biorą udział w tych samych szlakach metabolicznych. Naukowcy porównują te geny do naszyjnika z pereł, w którym wszystkie perły są oddzielne, ale nadal połączone. Naukowcy Abigail Bryson i Emily Lanier odkryli ten BCG w genomie piękności i sześciu innych gatunków z rodziny mięty.

„Dowiadujemy się, że fizyczna lokalizacja genów w genomie jest ważna” – mówi Bryson. „Może napędzać ewolucję wyspecjalizowanych szlaków metabolicznych w roślinie, prowadząc do ogromnej różnorodności interesujących naturalnych związków roślinnych”.

BCG są powszechnym widokiem w świecie bakterii, ale naukowcy twierdzą, że ich rola w roślinach jest nadal niejasna. Nowe badanie wykazało, że klaster BCG w roślinie piękności przenosi geny, które kodują dwa odrębne szlaki terpenoidowe. Terpenoidy gromadzą się w wielu obszarach roślin mięty, w tym w liściach i korzeniach. Autorzy badania uważają, że te metabolity mogą odgrywać kluczową rolę w adaptacji tych roślin do środowiska.

„To ta sama cząsteczka podstawowa, ale każdy gatunek tworzy własną wersję i modyfikuje ją na różne sposoby, aby dopasować ją do swoich potrzeb przetrwania” — wyjaśnia Lanier.

Co naukowcy mogą zrobić z genami mięty?

Wcześniejsze badania były w stanie zamienić rośliny mięty w użyteczne leki, takie jak indyjski Coleus, który jest obecnie naturalnym lekiem na jaskrę. Zespół Hambergera twierdzi, że odkrycia genetyczne otwierają drzwi do jeszcze większej liczby przełomów medycznych, od nowych leków, przez pestycydy, po środki przeciwdrobnoustrojowe.

„Nasz zespół był podekscytowany możliwościami, jakie daje rodzina Mint” — podsumowuje Hamberger. „Te enzymy mięty, podobnie jak w amerykańskiej roślinie piękności, dają nam możliwość wytwarzania w laboratorium naturalnych produktów roślinnych, w tym – miejmy nadzieję w przyszłości – naturalnych, ładnie pachnących środków odstraszających komary”.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Komunikacja natury.