МІЛЬЙОН ТРОЯНД ІЗ ОДНІЄЇ КЛІТИНИ

Про надзвичайну властивість деяких рослин відроджуватися не лише з насіння, а й з окремих листочків і навіть їхніх фрагментів, знають, напевно, чимало людей. Подібні властивості, виявляється, мають і окремі клітини рослин. Принаймні так стверджують учені Інституту молекулярної біології та генетики, котрі розробили унікальну технологію.

На перший погляд усе виглядає досить просто. Із дорослої рослини беруть клітину, поміщають її в пробірку з живильним середовищем і вирощують те, що необхідно: нові клітини, тканини, окремі органи рослин або цілий організм. Більше того, останнім часом неймовірно зріс попит на лікарські рослини. Сучасна медицина використовує понад 300 видів, із яких близько 60 — спеціально вирощують, а інші — дикорослі. При цьому більшість цінних лікарських рослин — рідкісні або зникаючі види, чимало з них ростуть в екологічно неблагополучних місцях. Клітинні технології дозволяють одержувати не саму рослину чи її елементи, а лише те, що, власне, і потрібно від неї, — діючу речовину.

— Переваги методу очевидні, — розповідає завідуючий відділом генетики клітинних популяцій Інституту молекулярної біології та генетики НАН України професор Віктор Кунах. — Ми перестаємо залежати від кліматичних і погодних умов, сезонних циклів рослин, особливостей їхнього росту. Приміром, з одного грама тканини за рік можна отримати 100 тонн клітинної біомаси необхідної якості, здатної так само, як і ціла рослина, продукувати важливі для медицини серцеві алкалоїди, імуномодулятори, харчові консерванти, барвники тощо. У такий спосіб можна випускати досить рідкісні й дорогі препарати. Скажімо, кілька років тому встановили: один із видів пухлин лікується рослинним алкалоїдом таксолом, отримуваним із тиса. Аби одержати речовину, здатну вилікувати лише одну людину, потрібно зрубати ціле дерево, котре росте 500—600 років. Спочатку кілограм таксолу коштував мільйон доларів, і препарат був недоступний навіть дуже заможним хворим. Нині цю проблему розв’язано методом клітинних біотехнологій. Роботи в цій галузі ведуться сьогодні в багатьох розвинених країнах — Японії, Німеччині, Франції, США, Фінляндії й ін. Але й у нас є оригінальні розробки.

Отож сьогодні зовсім не обов’язково їхати до уссурійської тайги, щоб запастися коренем женьшеню, на Алтай — за родіолою рожевою (у народі її називають золотим коренем) або в Індію — за раувольфією зміїною, які активно використовують у боротьбі із серцево-судинними захворюваннями. Усе це можна одержувати прямо в Україні. На підтвердження своїх слів Віктор Анатолійович продемонстрував своєрідний банк: кілька шаф, де зберігаються створені у відділі унікальні клітинні штами рідкісних лікарських рослин. Деякі з цих штамів, за словами вченого, накопичують у кілька разів більше діючих речовин, ніж рослини, вирощені звичайним способом, причому вони набагато перевищують за продуктивністю найкращі світові аналоги.

Ще одна перевага методу — можливість прискореного так званого мікроклонального розмноження рідкісних видів лікарських рослин. Лише за два-три місяці можна одержати сотні клонів будь-якої багаторічної рослини й рослини, що росте повільно. Стовбурні клітини рослин, на відміну від людських, відкриті вже давно. Це дозволило ще 30 років тому відпрацювати технологію отримання рослин із відтворенням їхньої повної генетичної структури. Правда, донедавна найактивніше це використовували садівники. Відомий випадок, коли один французький садівник-любитель одержав дивовижний сорт троянд. Бажаючих придбати квітку виявилося багато, але виростити її звичайним шляхом у досить короткий період часу не було ніякої змоги. Тому рослину за зиму клонували, і навесні в Парижі висадили 50 тисяч кущів троянд.

— У горах Тянь-Шаню, — продовжує професор Кунах, — здавна збирають таку відому лікарську рослину, як женьшень. Нині його можна знайти лише на невеликій ділянці (близько двох гектарів) на кордоні Афганістану й Таджикистану. Цей корінь росте 60 років. Ми за місяць одержуємо таку саму біомасу зі збереженням усіх властивостей даної рослини. Мало того, у культурі in vitro живильне середовище екологічно чисте, у ньому немає шкідливих домішок. Це особливо актуально в нашій країні, де, за деякими даними, понад 70% тільки яблуневих садів заражені вірусами й бактеріями. Не кажучи вже про застарілі гербіциди й пестициди, котрі залишилися в грунті. А за нашою технологією не лише пришвидшується розмноження рослини, зберігається її генотип, але вона позбавляється усіх наявних захворювань.

Методи клітинної біотехнології відкривають неймовірні перспективи в створенні лікарських рослин із цілком новими властивостями. Адже вирощуючи клітини в повністю контрольованих умовах, можна за необхідності насичувати їх будь-якими мікро- й макроелементами, певним чином регулювати їхній вітамінний і амінокислотний склад. Крім того, з допомогою генної інженерії цілком реально поєднувати в одній клітині чи цілій рослині властивості кількох рослин (можливо, це розв’яже проблеми рослинних лікарських зборів). При такому «пробірковому» методі спрощується й сама робота над створенням нових сортів: учені вивчають зразки так званих генетичних ферм, а не вирощують гектари рослин. Вивчаючи ж клітини в пробірці, набагато простіше моделювати потрібні якості — морозостійкість, солестійкість, стійкість до хвороб. Скажімо, якщо поставити чашку Петрі в морозилку на мінус 30 — виживе найстійкіша клітина, з якої згодом виросте стійка до холоду рослина.

Досягнення клітинної біотехнології використовують не лише в фармакології. Під керівництвом професора Кунаха розроблено технології з виробництва напоїв, косметичних кремів і шампунів із женьшеню. Апробовано оригінальні технології з одержання унікального природного барвника шиконіну — сьогодні він зустрічається лише в рідкісних рослинах і перебуває на межі зникнення. На Заході його активно використовують як потужний протигрибковий засіб — приміром, додають у нитки, із яких в’яжуть потім шкарпетки. Оскільки на просоченій шиконіном тканині не розвиваються й інші шкідливі мікроорганізми, її використовують для пошиття спецодягу, стерильних бинтів тощо. Якщо такий барвник додати в мило, то на вимитих ним руках довгий час не розвиватимуться хвороботворні бактерії. Причому, на відміну від інших дезінфектантів, природний барвник діє вибірково (абсолютно не шкідливий для людини й корисних бактерій організму), а також має приємні кольори — від блакитного до пурпурного.

На жаль, сучасні біотехнології чомусь мало цікавлять не лише вітчизняних підприємців, а й державу. У результаті налагоджене свого часу виробництво корисних шампунів і кремів зупинено, а про запуск ліній із виробництва нової продукції — тих же стерильних бинтів, спецодягу чи лікарських зборів — вчені навіть і не мріють. Хоча всі ці технології практично цілком відпрацьовані й готові до впровадження.