Генетично модифікований тютюн виробляє важливу для людини сполуку, яка захищає організм людини від отруєння фосфорорганічними речовинами.

нейротоксинів

Американсько-ізраїльська команда з 20 членів, очолювана Цафріром Мором з Державного університету Різон в Темпе, повідомила про це в Інтернеті в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences. Першим автором статті був його колега Брайан Гейєр. Мозкові сигнали приймають форму електричних імпульсів, які перетворюються на хімічні передачі. Це дозволяє спілкуватися через вузькі прогалини, т. Зв. синаптичні щілини, що відокремлюють нейрони один від одного, або нейрони від клітин-мішеней. Нейромедіатор ацетилхолін відіграє дуже важливу роль у центральній та периферичній нервовій системі.

Однак цілій системі може загрожувати випадкове або навмисне отруєння фосфорорганічними речовинами. Ці речовини містяться в багатьох пестицидах, а також у нервово-хімічній зброї. Цафрір Мор та його колеги показали, що людська бутирилхолінестераза (BChe), відома як молекула біометалки, може штучно вироблятися рослинами і що ця рослинна версія ефективно захищає від отруєння фосфорорганічними речовинами. Це важливо "не тільки" для захисту від фосфорорганічних кислот, а й для досліджень деменції Альцгеймера та інших захворювань, пов'язаних з ацетилхоліном. Це також може бути корисним для лікування передозування наркотиками та наркоманії загалом, особливо кокаїну. У країнах, що розвиваються, випадкові отруєння фосфорорганічними речовинами трапляються досить часто. Бідні фермери часто навіть голосують за них як засіб самогубства. Вони придбали форму хімічної зброї в нацистській Німеччині, пізніше їх також накопичили США та СРСР. Після закінчення холодної війни та загибелі СРСР частина такої зброї потрапила в руки безвідповідальних режимів інших країн та терористичних угруповань. Тим важливішим є ефективний захист.

Гострі симптоми отруєння фосфорорганічними препаратами лікують, наприклад, атропіном, але подібні методи лікування не стосуються довгострокових неврологічних наслідків, таких як м’язова слабкість, судоми та судоми, постійне пошкодження мозку та поведінкові розлади. Молекулярні підмітальні машини захищають організм від небажаних речовин, які нейтралізують або руйнують. Найбільш дослідженими біометалками є дві холінестерази людини - ацетилхолінестераза (AChe) та згаданий BChe. Перший виробляється нейронами головного мозку, другий - печінкою, а BChe циркулює в сироватці крові. Окрім захисту організму від шкідливих хімічних речовин, холінестерази виконують важливе обслуговування - вони «змітають» непотрібні молекули ацетихоліну.

Таким чином, AChe перериває передачу нервових імпульсів через синапси мозку та інтерфейси рухових нейронів та рецепторів м'язових клітин. Буває, що сигнал спадає, що займає хвилину. Якщо передача продовжиться, це призведе до паралічі узгоджених рухів. Холінестерази руйнують відходи ацетилхоліну шляхом гідролізу, розщепленням молекули з молекулою води. AChe може обробляти до 25000 молекул ацетилхоліну в секунду. Оскільки вся холінова система регуляції нервового імпульсу, таким чином, дуже чутлива, багато рослин і тварин використовують її порушення як захисний та наступальний засіб. Токсичність фосфорорганічних речовин полягає в тому, що вони блокують дію холінестераз. Людський організм стикається з цим геном, який кодує BChe, сполуку, пов’язану з AChe. BChe циркулює кров, щоб діяти проти таких блокаторів, якщо це необхідно. AChe важко отримати з мозку, BChe з крові легко - і при необхідності може зберігатися.

Але в цьому є уловка. BChe недостатньо. Щоб захистити одну бригаду (кілька тисяч солдатів) на полі бою від нервових отрут, БК йому знадобляться запаси крові по всій країні. Крім того, мирні медичні цілі вимагають значного збільшення доступної кількості BChe. Від лікування вроджених або набутих розладів холінової системи до згаданого лікування передозування кокаїну та залежності від цього препарату. Цафрір Мор та його колеги успішно спробували один із можливих способів досягти цього. Вони використовували генетично модифіковані рослини тютюну, які виробляли людський BChe у листі. На двох моделях тварин (миші та морські свинки) вони підтвердили, що рослина BChe діє як надійний захист від фосфорорганічних речовин від пестицидів та нервової хімічної зброї.

Дослідники також змогли продовжити тривалість життя рослини BChe до рівня, більш близького до природного BChe в крові, підвищуючи його ефективність. В даний час рослина BChe працює, вбиваючи одну молекулу цього ферменту, щоб знищити кожну молекулу блокуючого агента холінестерази. Команда Tsafrira Mora хоче модифікувати завод BChe так, щоб він функціонував каталітично, тобто масово як AChe. Це дало б можливість використовувати значно нижчі дози Bche для профілактичного захисту від отруєння або для лікування отруєнь.

Праці Національної академії наук США, раннє видання від 5 листопада 2010 р
Комуніке Університету штату Арізона від 23 листопада 2010 р.