Las plantas, desde el arce o el tejo hasta el maíz en los campos de carretera, producen innumerables tipos de compuestos, también conocidos como productos naturales, que las plantas fabrican utilizando las enzimas predeterminadas por su código genético. Muchos de estos productos naturalesson muy útiles como antibióticos, medicamentos contra el cáncer o vitaminas, entre muchas otras aplicaciones. Muchos de estos compuestos son demasiado complejos para sintetizarlos en el laboratorio, pero se pueden purificar de las plantas en las que se encuentran.
Un estudio publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias se enfoca en triterpenos, un gran grupo de productos vegetales naturales con una gama de funciones biológicas y usos potenciales en medicina por ejemplo, como antimicrobianos, industria por ejemplo, como agentes antiespumantes y otros campos, incluyendo un campo prometedorutilizar como edulcorante natural significativamente más dulce que el azúcar.
Los investigadores del estudio informan que cambiar el código genético de un aminoácido en una planta comienza un proceso que altera la forma y la función de una enzima que cambia el plegamiento del precursor químico, una técnica que podría considerarse origami químico, produciendo un nuevoproducto natural con una variedad de usos potenciales. Específicamente, cambiaron un aminoácido en la primera enzima en una vía que produce un producto natural que protege una planta de avena de los hongos patógenos, dotando así a la resistencia a enfermedades. Además de las muchas variedades de avenaplantas, el conocimiento que adquirieron es relevante para otros cultivos.
Las plantas funcionan como fábricas de fabricación de productos químicos, y se pueden modificar para producir compuestos químicos específicos, muchos de los cuales pueden ser útiles de formas que aún no entendemos. Alterar cómo una enzima pliega el precursor químico, lo que resulta en un nuevo compuesto, esde forma análoga a cambiar el diseño o el plano de una máquina herramienta utilizada en una fábrica de automóviles o refrigeradores. Las piezas puertas o widgets que la herramienta fabrica también cambiarán.
"Cambiar o modificar plantas no es un concepto nuevo. Los humanos lo han estado haciendo con éxito durante miles de años", dijo el coautor del estudio Robert Minto, profesor asociado de química y biología química en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Indiana-PurdueUniversidad de Indianápolis ". En el estudio PNAS, cambiamos un solo aminoácido en una enzima de la punta de la raíz de la planta de avena para alterar la función de una sola enzima. Poder entrar y hacerlo directamente es mucho más eficienteque las plantas cruzadas hasta que finalmente obtenga la versión correcta del gen para producir el producto natural que desea ".
"Un residuo de aminoácido conservado crítico para la especificidad del producto y sustrato en las triterpeno sintasas de plantas" se publica en el vol. 113, no. 30 de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. Los autores además de Minto son Melissa Salmon, Ramesha B.Thimmappa, Rachel E. Melton, Richard K. Hughes, Paul E. O'Maille, Andrew M. Hemmings y Anne Osbourn. El estudio fue financiado por la Unión Europea Grant KBBE-2013-7, el Instituto Estratégico del Instituto de Investigación de Biotecnología y Ciencias BiológicasPrograma de subvención Comprensión y explotación del metabolismo vegetal y microbiano BB / J004561 / 1, la Fundación John Innes y otras fuentes.
La investigación se realizó en el laboratorio de Osbourn en el Centro John Innes, Norwich Research Park en el Reino Unido, donde Minto pasó un año sabático de cinco meses.
En su propio laboratorio en la Facultad de Ciencias de la IUPUI, Minto se enfoca en una variedad de productos naturales. Actualmente, él y sus estudiantes de pregrado y posgrado están modificando los ácidos grasos en la levadura con el objetivo final de identificar vías para productos naturales con productos terapéuticos ypotencial económico. En trabajos anteriores, identificó cómo las plantas de equinácea, ampliamente utilizadas como suplemento a base de hierbas para minimizar los síntomas del resfriado, producen productos naturales de importancia industrial y agrícola.
"Cuando intentamos la ingeniería biológica, buscamos algo, como la levadura, que sea fácil de cultivar", dijo Minto. "Nuestro objetivo es identificar compuestos con usos medicinales, ambientales y de otro tipo que puedan producirse de manera renovable en forma sustancialcantidades a un costo razonable "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Indiana University-Purdue University Indianapolis School of Science . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :