Les scientifiques de l'Institut biologique de l'Université d'État de Tomsk dans le cadre du projet stratégique "Biologie de l'ingénierie" développent des moyens d'augmenter la teneur en substances biologiquement actives des plantes médicinales et agricoles, rapporte service de presse de TSU. La recherche a été soutenue par le programme fédéral "Priorité 2030".
"Nous étudions la régulation de la synthèse des métabolites secondaires des plantes alimentaires les plus populaires chez les Russes - le concombre et la pomme de terre, ainsi que des plantes médicinales - l'orgaadai amer et la calcédoine de lychnis", explique Ekaterina Boyko, chercheuse au Département de physiologie végétale, Biotechnologie et Bioinformatique de l'Institut Biologique de TSU. - Les métabolites secondaires, contrairement aux primaires, ont une signification fonctionnelle non pas au niveau cellulaire, mais au niveau de la plante entière. Ils remplissent des fonctions "écologiques": ils protègent la plante des ravageurs et des agents pathogènes, participent à la reproduction et assurent l'interaction des plantes entre elles et avec les autres organismes de l'écosystème.
Pour l'homme, les métabolites végétaux secondaires sont une source précieuse de composés utiles qui sont prometteurs non seulement pour la pharmacologie, mais aussi pour l'industrie alimentaire, la parfumerie et la cosmétique, etc.
L'étude du niveau des métabolites secondaires dans les cultures agricoles améliorera indirectement la qualité des produits alimentaires et les propriétés médicinales des plantes. De plus, l'étude de ces processus peut révéler de nouvelles propriétés chez des représentants connus de longue date de la flore et élargir les domaines de leur utilisation.
La définition de procédés de synthèse « réactifs » au cours de nouvelles études permettra à l'avenir aux biologistes de la TSU de « connecter » directement des molécules de signalisation (par exemple, des transmetteurs de gaz, du calcium) pour accélérer la production de métabolites secondaires. A l'avenir, c'est la voie vers une modification ciblée du génome.
"Pour le moment, nous nous débrouillons sans l'introduction de nouveaux designs", explique Irina Golovatskaya, chef de projet. – Au début du voyage, nous recherchons des points de commutation dans le métabolisme des flavonoïdes (dont beaucoup sont des pigments végétaux) à l'aide de phytohormones. Nous nous intéressons à la façon dont les voies de synthèse des métabolites secondaires diffèrent ou sont similaires dans différents modèles de plantes. Par exemple, quels groupes de flavonoïdes se forment en réponse à l'action d'un régulateur de croissance d'origine externe, sa taille et sa nature, quelle réponse de croissance des plantes ou de la culture cellulaire suivra. Dans ce cas, les capacités d'adaptation naturelles des cellules de culture ou des plantes seront utilisées sans modifier le génome pour autant.
En fin de compte, les résultats des recherches des biologistes de TSU contribueront à la création de lignées de cultures agricoles respectueuses de l'environnement et hautement productives, ainsi que de plantes médicinales à haute teneur en substances biologiquement actives.