IrkutskMedia, 9 июля. Исследователи Научно-образовательного центра (НОЦ) "Биоорганика" Института Биологических наук Иркутского государственного университета впервые показали, что модельный печёночник Marchantia polymorpha (мох) способен продуцировать биогенные амины — нейроактивные соединения, которые выполняют роль нейромедиаторов у человека и животных. Об этом сообщили в пресс-службе университета.
"Мы взяли один и тот же вид ‒ печёночник Marchantia polymorpha — и сравнили что он синтезирует в природе, а что — когда мы культивировали его in vitro. Оказалось, что тирамин, триптамин и дофамин этот вид мха продуцирует всегда, независимо от условий. А вот гистамин вырабатывается только в стрессе, только в "пробирке". Такое наблюдение говорит о том, что гистамин — не постоянный, а индуцируемый метаболит, который включается в ответ на стресс. Мы предполагаем, что он может служить чувствительным биохимическим маркером стрессовой адаптации у древнейших наземных растений", — прокомментировал научный сотрудник НОЦ "Биоорганика" ИБН ИГУ Александр Белышенко.
Анализ иркутские ученые проводили с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (UHPLC-ESI-QqQ-MS/MS) — метода, позволяющего выявлять следовые количества биологически активных соединений даже в крайне малых образцах растительной ткани.
Исследование древних растений (печёночников) показало, что их химический состав меняется при неблагоприятных условиях. Растение вырабатывает гистамин только в ответ на внешние угрозы. Для науки это означает, что наличие гистамина можно использовать как маркёр, чтобы определять, когда именно растение испытывает стресс.
Напомним, что ранее этот научный коллектив уже показал, что водный мох Vesicularia dubyana способен синтезировать и выделять биогенные амины во внешнюю среду. Новая работа стала продолжением цикла исследований, направленных на понимание того, как древнейшие растения перестраивают свой метаболизм в ответ на абиотические стрессы. Это важно не только для фундаментальной науки, но и для биотехнологии, экологии и медицины. Биогенные амины рассматриваются как потенциальные биомаркеры стрессовых состояний и соединения с фармакологическим потенциалом.
"Мы показали, что печёночник Marchantia polymorpha подобно цветковым растениям, способен продуцировать биогенные амины — дофамин, гистамин и др. При этом дофамин, тирамин и триптамин синтезируются постоянно, а гистамин появляется только при стрессе," — рассказал Александр Белышенко
Как отмечают биологи, из этого следуют как минимум две практические линии. Во-первых, гистамин можно использовать как маркёр стресса в биотехнологических установках: если в биореакторе со мхом растёт его уровень — значит, что-то идёт не так, и можно вовремя скорректировать режим. Во-вторых, мхи — удобная платформа для получения биологически активных веществ: они растут быстро, не требуют пахотных земель и не конкурируют с сельскохозяйственными культурами.
Ученые подчеркнули, что можно использовать мхи как биоиндикаторы, чутко реагирующие на изменение качества среды, а для человека — шаг к созданию доступных и экологичных источников биологически активных соединений с нейротехнологическим потенциалом.
"Мхи — это природные "фабрики" метаболитов. Они синтезируют сотни соединений, многие из которых демонстрируют антимикробные, антиоксидантные и нейроактивные свойства. Интерес к ним со стороны исследователей по всему миру растёт именно потому, что это возобновляемый, экологичный источник новых биологически активных молекул. При этом вторичные метаболиты мхов до сих пор изучены слабо, что делает их актуальным объектом современной биотехнологии", — поделился Александр Белышенко.
