Vědci naučili ječmen vyrobit lidský peptid, který umí zatočit s infekcemi

Detekce peptidu v obilce pomocí specifické protilátky. A - zrno kontrolního netransgenního ječmene, B - zrno transgenního ječmene akumulující lidský katelicidin. Zdroj: CRH
Tuesday 13 March 2018, 12:30 – Text: Martina Šaradínová

Látku katelicidin, která je součástí lidského imunitního systému a působí jako přírodní antibiotikum, dokázali vědci z olomouckého Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH) vyrobit v ječmeni. Díky molekulárnímu farmaření vyvinuli ojedinělou technologii, která může být základem pro velkokapacitní produkci tohoto peptidu. Jeho výrobní cena se nyní pohybuje v řádu až desetitisíců korun za miligram, využití geneticky modifikovaného ječmene by ji však mohlo výrazně snížit. Výsledky výzkumu publikoval odborný časopis Biotechnology Journal.

Katelicidin je jeden z nejznámějších antimikrobiálních peptidů lidské kůže, je součástí její obranné funkce před infekčními mikroorganismy. Dokáže narušit buněčnou membránu bakterií, a způsobit tak jejich smrt. „Právě díky svým schopnostem rychle a účinně zabraňovat množení patogenních mikroorganismů má peptid velký potenciál při léčbě nejrůznějších infekcí včetně těch, které jsou způsobeny kmeny, jež si vytvořily odolnost vůči antibiotikům. Jednou z hlavních překážek pro komerční uplatnění katelicidinu je ale jeho vysoká výrobní cena,“ uvedla první autorka článku Edita Holásková.

Také to byl jeden z důvodů, proč se olomoučtí výzkumníci rozhodli vyrobit peptid v rostlinách. A to i přesto, že se jedná o poměrně komplikovanou záležitost. Peptidy totiž mají jen omezenou stabilitu, a navíc mohou být pro hostitelskou rostlinu toxické. Z toho důvodu je potřeba optimalizovat řadu parametrů, které mají vliv nejen na množství a stabilitu peptidu, ale i na jeho případnou fytotoxicitu. „Nejdříve jsme otestovali vliv různých proteinových či peptidových molekul na výše zmíněné faktory. Následně jsme navrhli různé varianty genu pro lidský katelicidin a vnesli je nejprve do listů tabáku, kde vznikly hybridní molekuly. Po výběru nejúčinnější produkční strategie jsme vybrané geny vnesli do ječmene. Vypěstované transgenní rostliny produkovaly katelicidin, a to jen v obilce,“ přiblížil postup vedoucí výzkumného týmu a ředitel CRH Ivo Frébort. Vědci byli schopni peptid izolovat a následně otestovat jeho antimikrobiální aktivitu. Zjistili také, že takto získaný katelicidin či jeho varianty nemají na samotnou rostlinu negativní vliv.

Přestože je produkce antibakteriálního peptidu v ječmeni, zejména v jeho obilce, velkým úspěchem, cesta nové technologie od laboratorních pokusů k využití v praxi bude ještě dlouhá. Cílem vědců CRH je zvýšit množství vyprodukovaného peptidu v rostlině a minimalizovat náklady spojené s jeho výrobou i izolací. Tomuto výzkumu se vědci v CRH věnují dlouhodobě, mimo jiné ve spolupráci se společností Úsovsko. Katelicidin je možné využít v lékařství například při léčení chronických ran a kožních onemocnění.

Centrum regionu Haná je vědecké pracoviště, které sdružuje týmy Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého, olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby.

Back

Privacy settings

We use cookies and any other network identifiers on our website that may contain personal data (e.g. about how you browse our website). We and some of the service providers we use have access to or store this data on your device. This data helps us to operate and improve our services. For some purposes, your consent is required to process data collected in this way. You can change or revoke your consent at any time (see the link at the bottom the page).

(Essential cookies enable basic functions and are necessary for the website to function properly.)
(Statistics cookies collect information anonymously. This information helps us to understand how our visitors use our website.)
(They are designed for promotional purposes, measuring the success of promotional campaigns, etc.)