Биологи достигли впечатляющих результатов в создании долгоживущих клеточных культур бересклета Максимовича. Они успешно вырастили две различные культуры — одну в условиях освещения, другую в темноте. Обе культуры демонстрируют замечательную способность синтезировать и накапливать антоцианы, обладающие мощными антиоксидантными свойствами, а также длинноцепочечные жирные кислоты и триацилглицерины — важнейшие энергетические молекулы. Исследователи открыли возможность контролировать синтез конкретных соединений путем изменения условий культивирования, что открывает захватывающие перспективы для промышленного производства ценных фармацевтических компонентов.
Род бересклет (Euonymus) представляет собой удивительное семейство кустарников и деревьев, широко распространенных в Северном полушарии. Эти замечательные растения способны синтезировать более сотни уникальных веществ, обладающих противоопухолевыми, антимикробными и противодиабетическими свойствами. Именно это делает их незаменимыми в современной медицине. Однако потенциал многих видов бересклета все еще остается неизученным, скрывая возможности для революционных открытий в пищевой и фармацевтической индустрии.
Группа талантливых ученых из ведущих российских научных центров провела инновационное исследование соединений, производимых клеточными культурами бересклета Максимовича (Euonymus maximowiczianus). Этот вид особенно интересен благодаря способности его плодов накапливать значительное количество липидов. В отличие от выращивания целых растений, культивирование клеток предлагает существенные преимущества: ускоренный рост, эффективное размножение и сохранение способности синтезировать те же ценные вещества. Новаторский подход исследователей заключался в использовании присемянников — специальных тканей, окружающих семена и богатых маслами, жирными кислотами и каротиноидами.
После тщательной стерилизации присемянников и размещения их на питательной среде ученые получили каллус — уникальное образование из недифференцированных клеток. Эти универсальные клетки обладают потрясающей способностью синтезировать широкий спектр соединений. На основе каллуса были созданы две различные культуры, развивающиеся в контрастных условиях освещенности.
Результаты анализа показали, что обе культуры активно производят триацилглицерины — важнейшие энергетические компоненты живых организмов, а также жирные кислоты с удлиненной цепью. Последние не только служат энергетическим резервом растений, но и играют ключевую роль в клеточном транспорте. Особую ценность представляет их способность выступать предшественниками терапевтически важных соединений, включая нервоновую кислоту, применяемую в восстановительной медицине.
Особенно впечатляющим оказалось производство антоцианов — природных пигментов, придающих многим растениям характерную красно-фиолетовую окраску. Эти соединения не только обладают мощными антиоксидантными свойствами, защищающими клетки от повреждений, но и находят широкое применение в пищевой промышленности. Культуры, выращенные на свету, демонстрировали втрое более высокую продуктивность по антоцианам по сравнению с теневыми культурами.
Захватывающие результаты были получены при перемещении культур между световыми режимами. Перенос клеток из темноты на свет привел к восьмикратному увеличению содержания антоцианов, хотя количество длинноцепочечных жирных кислот сократилось вдвое. При обратном переносе наблюдалась противоположная картина: уровень антоцианов снизился, а содержание жирных кислот возросло на 78%.
Дополнительные эксперименты с применением метилжасмоната показали впечатляющие результаты. В темновых культурах обработка привела к двукратному увеличению антоцианов и 5,5-кратному росту содержания жирных кислот. В световых культурах эти показатели выросли в 4 и 3,6 раза соответственно. Эти наблюдения позволяют предположить существование конкурентного механизма между синтезом различных соединений, зависящего от условий освещения.
Это революционное исследование открывает захватывающие перспективы для биотехнологии. Возможность управлять синтезом ценных соединений с помощью простых факторов среды создает основу для разработки эффективных методов получения фармацевтического сырья. Научная группа продолжает исследования, направленные на дальнейшее повышение продуктивности клеточных культур и оптимизацию процессов биосинтеза.
Источник:scientificrussia.ru
