Усиление выработки противовоспалительных соединений в исчезающем снежном лотосе с помощью инженерных клеточных культур

Исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессных технологий (QIBEBT) Китайской академии наук (CAS) разработали новый метод для увеличения производства ценных лекарственных соединений в исчезающем снежном лотосе (Saussurea involucrata). Их исследование опубликовано в Plant Biotechnology Journal.

Учёные добились 15-кратного увеличения содержания сирингина — биологически активного соединения с мощными противовоспалительными свойствами — путём генетической инженерии суспензионных клеточных культур. Этот прорыв открывает перспективы для масштабируемого применения в фармацевтике и производстве функциональных продуктов питания.

Снежный лотос, произрастающий в горах Тянь-Шаня в Китае, давно ценится в традиционной медицине для лечения таких состояний, как ревматоидный артрит и горная болезнь. Однако медленный рост и уязвимость к стрессовым факторам среды поставили вид на грань исчезновения. Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к суспензионным клеточным культурам, которые можно быстро масштабировать в биореакторах, минуя сложности традиционного выращивания.

Используя метилжасмонат (MeJA) для стимуляции синтеза сирингина, учёные провели транскриптомный анализ и идентифицировали два ключевых гена гликозилтрансферазы: SiUGT72BZ2 и SiUGT72CY1.

• Сверхэкспрессия SiUGT72BZ2 в суспензионных культурах привела к уровню сирингина, в 15.2 раза превышающему контрольные группы, а также к значительному увеличению содержания кониферина — другого противовоспалительного соединения.
• Сверхэкспрессия SiUGT72CY1 дала лишь 5.9-кратное увеличение сирингина.

При тестировании на воспалительных клетках, индуцированных липополисахаридом (LPS), экстракты из культур с усиленным SiUGT72BZ2 показали на 10.6% большее подавление продукции интерлейкина-6 (IL-6) по сравнению с контролем при более низких дозах. «Синергетические эффекты сирингина и кониферина, вероятно, способствуют этой усиленной противовоспалительной активности», — пояснил соавтор доктор У Чжэньин.

«Эта система отделяет производство соединений от экологических ограничений, что делает её жизнеспособным решением для крупномасштабного производства», — сказал аспирант Сюй Юэ, соавтор исследования.

Используя генную инженерию и технологию суспензионных клеточных культур, исследователи открыли новые пути для сохранения исчезающего снежного лотоса, одновременно удовлетворяя растущий спрос на его лекарственные соединения. Это исследование подчёркивает потенциал биотехнологий для решения как природоохранных, так и промышленных задач в производстве растительных терапевтических средств.