Cilvēki tūkstošiem gadu ir pievērsušies magones augam, lai paaugstinātu vai mazinātu sāpes. Un, neraugoties uz visu mūsu satriecošo farmācijas progresu, mūsu paļaušanās uz augu nav daudz mainījusies; magones tiek izmantotas, lai izgatavotu divus no pasaulē visizplatītākajiem pretsāpju līdzekļiem - morfīnu un kodeīnu, kā arī klepu nomācošo noskapīnu.
Bet kā kļuva opija magones augs (Papaver somniferum) sākt ar sāpju mazinošām īpašībām?
Pētnieku grupa Apvienotajā Karalistē, Ķīnā un Austrālijā pēdējo gadu laikā ir iedziļinājusies šajā jautājumā, izpētot opija magones genomu, lai noskaidrotu, kā šis augs attīstīja savas neparasti spēcīgās un noderīgās terapeitiskās īpašības. Tagad jaunajā pētījumā, kas šodien (30. augustā) publicēts žurnālā Science, ir aprakstīta opija magoņu genoma lielākā daļa. Pētījumā uzsvērts, kad un kā galvenie farmaceitisko līdzekļu gēni stājās spēlē.
Uzdevums bija grūts, pateicoties auga ģenētiskā materiāla pārpilnībai, kurā ir vairākas atkārtotas sadaļas. Tomēr genoma apvienošana bija noderīga opija magones attīstības izsekošanai.
Pirmais nozīmīgais magoņu ģenētiskais notikums, pētnieki atklāja, notika pirms apmēram 110 miljoniem gadu. Tieši tad viss genoms vai vismaz ļoti lieli tā gabali tika dublēti. Tas nav nekas neparasts angiosperms, ziedošu augu kategorijā, kurā ietilpst magones. Bet dublēšanās var būt izrietoša. Kad organismiem ir divkāršojies ģenētiskais materiāls, viena genoma puse var brīvi attīstīties, bet otra puse paliek stabila, sacīja pētījuma līdzautors Īans Grahems, biomedicīnas ģenētikas profesors Jorkas universitātē Apvienotajā Karalistē.
Magoņu gadījumā šis papildu ģenētiskais materiāls attīstījās vienā ļoti svarīgā veidā, pētnieki atklāja: Pirms vairāk nekā 7,8 miljoniem gadu divi gēni saplūda un kļuva par vienīgo gēnu, kas atbild par magoņu morfīna un kodeīna ražošanu. Šis "megāns" kodē enzīmu, kas pārveido magoņu prekursoru molekulu savienojumos, kas galu galā kļūst par kodeīnu un morfīnu. Bez tā magones vienkārši pārveidotu šo pašu priekšgājēja molekulu savienojumā noscapine, un augi nebūtu pretsāpju līdzekļi.
Graham tas ir viens no vissvarīgākajiem atradumiem viņu pētījumos. "Ir patiesi patīkami zināt, kā šis gēns ir radies," viņš stāstīja Live Science.
Pēc šīs gēnu saplūšanas magoņu genoms atkal atkārtojās un zaudēja dažus gabalus, atklāts pētījums. Bet megāns, kas ir būtisks, veidojot opiatūzi. Tāpat kā ar visnoderīgākajiem gēniem, iespējams, ka šis gēns bija nejauša mutācija, kas turpināja izplatīties, jo tas bija noderīgs augam. Biologiem nav pilnīgi skaidrs, kāpēc opija magones saglabāja savas morfīna un kodeīna ražošanas prasmes, taču tas ir iespējams tāpēc, ka ķīmiskās vielas aizkavē izsalkušos zālēdājus, sacīja Grehems.
Vēl jāatrisina daži citi magoņu noslēpumi. Piemēram, citi fermenti, kas iesaistīti morfīna un kodeīna ražošanā, iespējams, parādījās agrāk nekā megāna ienākšana pirms 7,8 miljoniem gadu, lai gan pētījumu grupa nezina, kad tieši tas bija. (Citiem vārdiem sakot, mehagēns nav vienīgais spēlētājs, kas nodarbojas ar pretsāpju līdzekļu ražošanu magonēs.) Grahems sacīja, ka viņš arī cer izpētīt saistīto augu sugu genomus, lai noskaidrotu, kāpēc daži no viņiem dara vai nedara narkotiskās vielas.
Tagad, lai palīdzētu pretsāpju līdzekļu industrijā, pietiek tikai ar secinājumu, kā magones ieguva savas ārstnieciskās īpašības un kā izskatās genoms. (Neskatoties uz opioīdu ļaunprātīgu izmantošanu, viņš joprojām pieprasa kvalitatīvus pretsāpju līdzekļus un paliatīvās aprūpes medikamentus, viņš piebilda.) Kaut arī dārzkopības speciālisti ir izstrādājuši hiper-specifiskus celmus, kas galvenokārt ražo opiātus vai noscapīnu, opija magones audzētāji vienmēr meklē veidus, kā ražot viņš teica, ka tas ir ilgtspējīgāks un rentablāks.
Un tāpat kā jebkurai citai kultūrai, iespējams, ir vieta ģenētiskām modifikācijām, lai magones ražotu vairāk farmaceitisko līdzekļu, augtu ātrāk vai izturētu infekciju. "Genoma analīze mums nodrošina platformu, lai visu to izdarītu efektīvāk," sacīja Grehems.
