Ένα γονίδιο που ανακάλυψαν πρόσφατα οι επιστήμονες, ευθύνεται για το ένζυμο που προσδίδει τις φαρμακευτικές ιδιότητες των δύο φυτών
Το σέλινο και ο μαϊντανός μας είναι γνωστά και χρησιμοποιούνται ευρέως, μιας και τα οφέλη τους στην υγεία μας είναι πολλαπλά. Η φαρμακευτική χρήση αυτών των φυτών δεν είναι καινούρια. Χρονολογείται ήδη από τους αρχαίους Έλληνες, Αιγύπτιους και Ρωμαίους. Αν και οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εντοπίσει τις κύριες δραστικές ουσίες που περιέχουν, ορισμένοι πιστεύουν ότι η «απιίνη» είναι μία από αυτές. Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι η απιίνη, που ταξινομείται ως φλαβονοειδής γλυκοσίδη, έχει αποδεδειγμένες αντικαρκινικές και αγχολυτικές ιδιότητες στους ανθρώπους. Επιπλέον, το σέλινο και ο μαϊντανός παράγουν αυτή την ένωση σε μεγάλες ποσότητες σε σύγκριση με άλλα φυτά. Οι βιολόγοι έχουν υποθέσει ότι η απιίνη έχει ιδιότητες αντιοξειδωτικές και εντομοαπωθητικές, ενώ προστατεύει από την υπεριώδη ακτινοβολία.
Ωστόσο, για να αποδειχθούν αυτοί οι ισχυρισμοί, πρέπει να βρεθεί τρόπος να παραχθεί απιίνη, και μάλιστα σε μεγάλες ποσότητες. Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει τα γονίδια σχεδόν όλων των ενζύμων που συμμετέχουν στη σύνθεση της απιίνης, όμως το τελευταίο κομμάτι του παζλ εξακολουθεί να λείπει. Το γονίδιο για την απιοσυλτρανσφεράση (ApiT), το ένζυμο που συμμετέχει στο τελικό στάδιο της παραγωγής απιίνης, είναι ακόμα άγνωστο.
Ο ρόλος της απιίνης
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Plant Physiology, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Takeshi Ishimizu του Πανεπιστημίου Ritsumeikan της Ιαπωνίας, ξεκίνησε να αντιμετωπίσει αυτό το κενό γνώσης. Διεξήγαγαν μια σειρά πειραμάτων για να αναγνωρίσουν και να αναλύσουν το άπιαστο ApiT του σέλινου (Apium graveolens). «Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε αποτελεσματικούς τρόπους βιοσύνθεσης της απιίνης. Αυτή είναι η πρώτη αναγνώριση του ApiT σε φυτά. Τα ευρήματά μας θα ανοίξουν το δρόμο σε βιοτεχνολογικές πλατφόρμες για την παραγωγή απιίνης σε βακτήρια, όπως το Escherichia coli», τονίζει ο καθηγητής Ishimizu.
Ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα που κατέστησαν δυνατή αυτή τη μελέτη, ήταν μια μέθοδος που είχαν ήδη αναπτύξει οι ερευνητές για την παραγωγή ενός κρίσιμου μορίου στη σύνθεση της απιίνης: την UDP- απιόζη. Ο ρόλος του ενζύμου ApiT είναι να μεταφέρει το υπόλειμμα της απιόζης στο UDP-Apiose και να το «προσαρτήσει» στο ημιτελές μόριο απιίνης στο τελικό στάδιο τροποποίησης. Ωστόσο, αυτή η ένωση δεν ήταν εμπορικά διαθέσιμη, έτσι οι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να την απομονώσουν και να τη σταθεροποιήσουν χρησιμοποιώντας ογκώδη θετικά ιόντα.
Αρχικά, η ομάδα διεξήγαγε αναλύσεις γενετικού ελέγχου στο σέλινο για να βρει πιθανά γονίδια που κωδικοποιούν το ApiT. Περιόρισαν την αρχική αναζήτηση σε γονίδια ειδικά για την οικογένεια των ενζύμων στην οποία ανήκει το ApiT, εντοπίζοντας 26 πιθανά υποψήφια γονίδια. Από αυτά, η έκφραση mRNA ενός από αυτούς τους υποψηφίους, του UGT94AX1, βρέθηκε να είναι ιδιαίτερα υψηλή στα φύλλα του σέλινου, που είναι η κύρια θέση παραγωγής απιίνης. Με βάση τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά αυτού του υποψήφιου γονιδίου, οι ερευνητές ήταν σίγουροι ότι βρίσκονταν στο σωστό δρόμο.
Η πορεία της έρευνας
Για να αποδείξουν ότι το UGT94AX1 ήταν πράγματι το γονίδιο ApiT, διερεύνησαν το προφίλ έκφρασής του κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των φύλλων. Διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα έκφρασης της απιίνης και του UGT94AX1 συμπίπτουν κατά προσέγγιση. Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γενετικά τροποποιημένες βακτηριακές καλλιέργειες που εξέφραζαν το UGT94AX1 με μια ειδική χημική ετικέτα για να το κάνουν εύκολα διαλυτό. Επώασαν την καθαρισμένη πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από το UGT94AX1 με UDP-Apiose και τον τελικό πρόδρομο της απιίνης και διαπίστωσαν ότι αυτό το μείγμα παρήγαγε απιίνη στις αναμενόμενες ποσότητες. Αυτή η νέα προσέγγιση για την ανίχνευση της δραστικότητας της απιοσυλτρανσφεράσης εξαφάνισε όλες τις αμφιβολίες ότι το υποψήφιο γονίδιο UGT94AX1 ήταν πράγματι ApiT.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η πρόσβαση στην απιίνη σε υψηλές ποσότητες θα μας βοηθήσει όχι μόνο να κατανοήσουμε τον φυσικό της ρόλο, αλλά και να αναγνωρίσουμε τα οφέλη για την υγεία και τις ιατρικές εφαρμογές της. Από την άποψη αυτή, ο καθηγητής Ishimizu σχολιάζει: «Εάν διευκρινιστεί η λειτουργία της απιίνης, θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη ήπιων εντομοαπωθητικών στη γεωργία, ηρεμιστικών με λιγότερες παρενέργειες και αγχολυτικών αναψυκτικών».
