Многие из современных лекарств используют химические вещества, поступающие из растений. В космосе же растения лишены своих основных потребностей — почвы, воды и кислорода, поэтому будущим космическим миссиям необходим способ лечения болезней без возвращения на Землю.
Джон Д’Аурия (John D’Auria), доцент кафедры химии и биохимии Техасского технического университета, внес важный вклад в решение этой проблемы, а его исследование будет иметь непосредственные последствия не только для космоса, но и для Земли. Группе ученых под его руководством удалось определить, какие гены и ферменты используются растениями для образования второго кольца в структуре ядра тропановых алкалоидов, что позволит им разработать инновационные методы производства этих важных химических веществ. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Два тропановых алкалоида, известные как атропин и скополамин, зарегистрированы Всемирной организацией здравоохранения как относящиеся к основному списку современных фармацевтических препаратов. Атропин, к примеру, широко применяется в офтальмологии, психиатрии и при отравлении, а скополамин обычно используется в качестве лекарства от укачивания, а также в неврологии и хирургии. Понимание того, как эти соединения производятся биохимически, может помочь при их производстве в бактериях и дрожжах, а также в разработке новых возможностей их медицинского применения.
«Наша цель — начать производство этих соединений в тех организмах, которые обычно их не производят, то есть в бактериях, дрожжах и других растениях. Подобные соединения — отличные кандидаты для их конструирования в дрожжах или бактериях, потому что в таком случае мы сможем использовать их в качестве заменителей классического органического синтеза для перспектив освоения космоса. В космосе нет продуктов нефтехимии, а потому, если мы хотим создать сложные органические молекулы, нам нужно искать альтернативу», — объясняет исследователь.
Ученые подчеркивают, что использование в космосе — не единственное практическое применение результатов исследования. Наличие новых методов производства тропановых алкалоидов поможет создавать иные лекарственные соединения и на Земле.