ساخت داروی ضد مالاریا با استفاده از گیاه توتون

کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریباً نامحدود به نظر می‌رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه، تولیدات صنعتی، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه کشاورزی که بستر بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی، محصول بیشتر و بحث‌های گسترده‌تری را در بخش گیاهان دارویی و داروسازی طبیعی می‌توان نام برد.

اهمیت بعضی از اصول علمی، در زمان کشف آنها مشخص نمی‌شود، بلکه پس از مدت زمانی که می‌گذرد ارزش آنها معلوم می‌شود. یکی از روش‌های مهم که در زمینه گیاهان دارویی کاربردهای فراوانی دارد "مهندسی ژنتیک” است. استفاده از روش‌های بیوتکنولوژی به‌منظور تکثیر و افزایش توان ژنتیکی گیاهان دارویی و همچنین شناسایی سریع‌تر و دقیق‌تر ژنوتیپ‌هایی که فرآورده بیشتری تولید می‌کنند، می‌تواند بسیار مفید و از لحاظ تجاری سودآور ‌باشد.

گیاه توتون با نام علمی Nicotiana tabacum به دلیل رشد سریع و تولید بیومس فراوان و ارزان از مهم‌ترین اهداف دانشمندان برای تولید فرآورده‌های ارزشمند دارویی در مقیاس وسیع به شمار م رود. در مطالعه‌ای که در سازمان فیزیولوژی گیاهیMax Planck آلمان انجام شد، تولید پیش ماده آرتمیسینین Artemisinin که به مقدار کم در کرک‌های گیاه دارویی گندواش با نام علمی Artemisia annua وجود دارد به عنوان یکی از مهم‌ترین داروهای بیماری مالاریا با یک روش جدید در گیاه توتون اعلام شد. پژوهشگران این سازمان موفق شدند با انتقال ژن تولید آرتمیسینین به کلروپلاست گیاه توتون به صورت همزمان با انتقال ژن‌های تنظیمی مورد نیاز به هسته گیاه با یک روش جدید، آرتمیسینین را در برگ‌های توتون تولید و تا میزان ۱۲۰ میلی‌گرم آرتمیسینیک اسید به ازای یک کیلوگرم وزن زیست توده توتون برداشت کنند.

پژوهشگران با این روش جدید که COSTREL ابرتراریختگی ترکیبی در لاین‌های ترنس پلاستوم میزبان نام گرفته، موفق شدند تمام مسیر بیوسنتز آرتمیسینین و عوامل تنظیمی آن را در گیاه دیگری شبیه سازی کنند. ابتدا ژن آنزیم‌های هسته مرکزی مسیر در DNA کلروپلاست گیاه میزبان قرار داده می‌شود تا گیاه ترنس پلاستوم تولید شود، سپس ژن‌های تنظیمی اساسی در DNA هسته گیاه وارد می‌شود. این اتفاق، نقطه عطفی در القای مسیرهای بیوشیمیایی پیچیده در گیاهان و بهینه‌سازی محصول است.

بنابراین، با توجه به اهمیت گیاهان دارویی و متابولیت‌های مشتق شده از آنها در تأمین سلامت جوامع بشری و پتانسیل بالای اقتصادی این گیاهان، به‌عنوان یک منبع تولید داروهای گیاهی، لازم است در کشور ما نیز برنامه مدون و جامعی در این زمینه تدوین شده و بخشی از تحقیقات بیوتکنولوژی کشاورزی در دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی بر روی شناسایی، تولید صنعتی و بهینه‌سازی روش‌های استخراج متابولیت‌های دارویی از این گیاهان اختصاص یابدو در این راستا می‌توان از مهندسی ژنتیک به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای تولید متابولیت‌های ثانویه جدید و همچنین افزایش مقدار متابولیت‌های ثانویه موجود در یک گیاه استفاده کرد.