Tulosta Tulosta Lähetä linkki Bookmark and Share

Väitös: Miten kasvisolu syntetisoi lääkeaineita?

05.11.2008


img

VTT:n tutkija, diplomi-insinööri Suvi Häkkinen on tutkinut väitöstyössään kahteen Solanaceae-heimoon kuuluvan kasvin, tupakan ja Egyptin villikaalin, soluviljelmissä tapahtuvaa alkaloidien biosynteesiä. Tutkimus tuo uutta tietoa biosynteesigeenien toiminnasta. Tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä arvokkaiden lääkeaineiden tuotantoa soluviljelmissä.

Kasvit tuottavat pienimolekyylisiä yhdisteitä, joilla on merkitystä mm. kasvien puolustautumisreaktioissa ja pölyttäjien houkuttimina. Kasvit tuottavat näitä sekundäärimetaboliitteja yleensä pieniä määriä. Ne ovat usein rakenteeltaan monimutkaisia, joten niiden syntetisoiminen kemiallisesti on vaikeaa. Alkaloidit, kuten morfiini ja paklitakseli, ovat sekundäärimetaboliitteihin kuuluva yhdisteryhmä, joita käytetään lääkeaineina. Kasviperäisiä yhdisteitä voidaan tuottaa bioteknisesti kontrolloiduissa olosuhteissa soluviljelmissä. Suvi Häkkisen väitöstyö liittyy tavoitteisiin tuntea yhdisteiden biosynteesireitit nykyistä paremmin, jotta yhdisteiden tuotantoa soluviljelmissä voitaisiin tehostaa metabolianmuokkauksen avulla.

Väitöskirjatyössä kehitettiin funktionaaliseen genomiikkaan perustuva teknologia kasvien sekundäärimetaboliaan osallistuvien geenien kartoittamiseksi. Tuloksena löydettiin kaksi uutta geeniä, jotka mahdollisesti toimivat tupakan alkaloidisynteesissä. Uusi alkaloidi eristettiin tupakan soluviljelmästä ja sen havaittiin esiintyvän kahtena isomeerinä. Kun villikaalin alkaloidibiosynteesissä toimiva H6H-geeni siirrettiin tupakan karvajuuriin, havaittiin, että juuret muuttivat tehokkaasti lisätyn hyoskyamiinin arvokkaammaksi lääkeaineeksi skopolamiiniksi. Suurin osa tuotetusta skopolamiinista eritettiin soluista ulos, minkä vuoksi tuotteen saatavuus helpottuu. Sekundäärimetaboliittien kuljetusta tutkittiin myös siirtämällä kuljetuksesta vastaava geeni tupakan soluviljelmiin. Tätä hiivaperäistä PDR5-tyyppistä transportteria voidaan hyödyntää kasvien sekundäärimetaboliittien erittymisessä soluista ulos.

Suvi Häkkisen väitös ”A functional genomics approach to the study of alkaloid biosynthesis and metabolism in Nicotiana tabacum and Hyoscyamus muticus cell cultures” (Alkaloidien biosynteesin ja metabolian tutkiminen funktionaalisella genomiikalla tupakan ja villikaalin soluviljelmissä) tarkistetaan Teknillisessä korkeakoulussa (Kemistintie 1, Komppa-Sali) 7.11.2008 klo 12.

Väitöskirja verkossa

Lisätietoja

VTT, tutkija Suvi Häkkinen
puh. 020 722 4456