Исследование метаболома – совокупности метаболитов живого организма – новое для ботаники направление. Активно исследуют вещества, образующиеся в результате всех биохимических реакций в растениях, ученые США и Китая. В России одной из первых этот метод освоила научная группа лаборатории «Гербарий» ТГУ. Результаты работы по изучению метаболома весенника длинножкового опубликованы в высокорейтинговом издании, специализирующемся на передовых исследованиях в области химии и молекулярной биологии – International Journal of Molecular Sciences (импакт-фактор – 6.132).
Для справки: Весенник (Eranthis) – род растений из семейства лютиковые. Он включает 10–13 раноцветущих видов, распространённых в Европе, Северной и Центральной Азии. Весенники относятся к эфемероидам, которые первыми зацветают после схода снежного покрова. Среди них есть редкие и перспективные для медицины виды. Работой по исследованию интегративной таксономии рода Eranthis в ТГУ руководит старший научный сотрудник НИЛ «Гербарий» Андрей Эрст.
– Мы значительно продвинулись в исследовании филогении весенников, используя цитогенетические, молекулярные и морфометрические методы, – рассказывает Андрей Эрст, – Но и у этих методов, несмотря на их высокое разрешение и достоверность, есть ограничения. Например, в некоторых случаях даже они не позволяют с высокой точностью определить систематическое положение растения. В этом и суть интегративного подхода – применить разные современные технологии исследования растений, чтобы не осталось никаких пробелов в их таксономии. На весеннике длинноножковом мы опробовали метод анализа метаболома и в дальнейшем планируем получить наборы всех метаболитов для других видов этого рода.
Анализ метаболома ученые проводили методом жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией высокого разрешения На адаптацию протоколов исследования для изучаемого объекта, собственно анализ и интерпретацию результатов с учетом данных из систем MzCloud, ChemSpider и др.ушел почти год. Исследования показали, что метаболитные профили весенника длинноножкового, собранного в разных местообитаниях в Киргизии, идентичны. В листьях ученые выявили 58 биологически активных соединений (флавоноиды, жирные и органические кислоты, сахара и другие). Но наибольший интерес представляют обнаруженные в образцах весенника кумарины и хромоны.
– Кумарины и особенно фурохромоны имеют ограниченное распространение в растительном мире. Между тем, они характеризуются интересной фармакологической активностью, – объясняет старший научный сотрудник НИЛ «Гербарий» ТГУ Вера Костикова, – Например, кумарины, обнаруженные у весенника, проявляют антиоксидантную, противоопухолевую и антиапоптотическую (замедляющую запрограммированную гибель клеток) активность. Производные хромона оказывают противовоспалительное, противовирусное, противоопухолевое и спазмолитическое действие. Кроме того, благодаря их фотохимическим свойствам, они могут применяться как флуоресцентные метки в биохимических экспериментах и клинической медицине.
Уже сейчас разработаны технологии получения сырья весенников методами культуры тканей. Поэтому исследователи считают, что комплексная работа по изучению этих растений, имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение.
Исследования проведены при поддержке российского научного фонда (проект № 19-74-10082, «Биосистематика и эволюция модельных таксонов семейства Ranunculaceae»).
