Китайские ученые превратили рис в ‘фабрику’ альбумина

20-11-2012

Китайские ученые превратили рис в ‘фабрику’ альбумина
Китайские биологи превратили обыденный посевной рис в белковую «фабрику», производящую альбумин — основной белковый компонент людской крови, разработали технологию извлечения этого белка из этого «биореактора» и выпустили свои выводы в статье в журнальчике Proceedings of the National Academy of Sciences.

Альбумин — это основной белок крови, вырабатываемый в печени человека. Он обладает транспортными качествами, доставляя до органов и тканей жирные кислоты и некие лекарства.

На реальный момент альбумин, применяющийся в мед целях, выделяется из донорской крови.Убедившись в безопасности и действенности своего биореактора, ученые разработали методику извлечения белка, достаточно дешевую для ее массового применения. Производственный цикл занимает 48 часов и содержит в себе три стадии — измельчение семян, выделение белка и его очистка.

По предварительным оценкам, такая технология позволяет извлечь до 50% белка из зерен, что соответствует 2,75 грамма альбумина на килограмм спелого риса. Извлеченный белок по своей чистоте не уступает «обычному» альбумину из сыворотки крови.

Биологи подготовили несколько особых штаммов микробов из рода Agrobacterium, которые в природных критериях вызывают рак у растений и питаются продуктами жизнедеятельности опухолевых клеток. Ученые извлекли из микробов раковый плазмид — кольцевой участок ДНК бактерии — и поменяли его «начинку» на несколько человечьих генов, нужных для работы альбуминового «конвейера».

Потом исследователи высадили культуры этих микробов на корни нескольких взрослых растений и получили девять штаммов трансгенного риса. В ближайшее время биологи смогли достигнуть эффективности в 11% для листьев табака, но даже такая «производительность» зеленоватой фабрики оказалась недостаточной с коммерческой точки зрения.

В отличие от их, «биореактор» Яна и его коллег, как назвали новый сорт риса сами ученые, способен производить огромные количества белка, который просто извлекается из зернышек риса. Ученые видоизменили геном обыденного посевного риса (Oryza sativa) таким макаром, что растение стало скоплять молекулы альбумина в белковых вакуолях — внутриклеточных «запасниках» — в созревающих зернах.

По оценкам ученых, эти «биореакторы» содержат от 1,4% до 10,6% клеток с генами альбумина, подавляющая часть которых сконцентрирована в зернах риса. Ученые вырастили несколько последующих поколений «белкового» риса и убедились, что новый сорт риса стабилен с генетической точки зрения.

После чего биологи выделили сам альбумин из семян такого риса и сравнили его с человеческим белком. Молекулярная масса, последовательность аминокислот, трехмерная структура и температура разложения у «растительного» и человеческого альбумина совпадали.

Ученые добавили в растворы белков небольшое количество жирной миристиновой кислоты — одного из основных компонентов животных жиров — и проследили за поведением альбумина. Человеческий и «растительный» белки вели себя абсолютно одинаково — они присоединили равное число молекул к одним и этим же точкам.

Другие молекулы, а именно антикоагулянт варфарин и обезболивающее напроксен, одинаково эффективно связывались с белками. После чего биологи проверили работу рисового альбумина на популяции крыс, страдающих циррозом печени.

Альбумин синтезируется в печени и серьезные нарушения в ее работе приводят к снижению его количества в крови животного, из-за чего возникает целый ряд серьезных расстройств — животное худеет и у него нарушается обмен веществ. Ученые регулярно вводили небольшие дозы альбумина в кровь крыс, что улучшило их самочувствие и восстановило нормальный обмен веществ.

Как отмечают ученые, пациент может получить вкупе с сывороткой крови все вирусы, которые скрывались в ней, в том числе возбудители гепатита и ВИЧ, что не один раз бывало на практике. Группа ученых под управлением Дайчана Яна (Daichang Yang) из Гос лаборатории трансгенного риса в городке Ухань (Китай) воткнула в геном обыденного риса несколько человечьих генов, которые «научили» это растение собирать альбумин в «промышленных» масштабах.

Ранее другие группы ученых пробовали «обучить» производству альбумина другие виды растений, микробов и животных, но все их пробы сталкивались с очень низким количеством альбумина, который производили их подопечные. Например, клубни трансгенного картофеля и листья табака содержали около 0,02% альбумина.

Ян и его коллеги полагают, что их технология позволит отказаться от других источников альбумина после проверки на клетках человека и подготовки специальных полей, которые будут изолированы от мира вокруг нас.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: