Tutunul modificat genetic produce un compus uman important care protejează corpul uman de otrăvirea organofosfatului.

curăță

O echipă israeliană de 20 de membri, condusă de Tsafrir Mor de la Universitatea de Stat Rizon din Tempe, a anunțat acest lucru online în Proceedings of the National Academy of Sciences. Primul autor al articolului a fost colegul său Brian Geyer. Semnalele cerebrale iau forma unor impulsuri electrice care sunt transformate în transmisii chimice. Acest lucru permite comunicarea prin goluri înguste, așa-numitele. fisuri sinaptice care separă neuronii unul de celălalt sau neuroni de celulele țintă. Neurotransmițătorul acetilcolină joacă un rol foarte important în sistemul nervos central și periferic.

Cu toate acestea, întregul sistem poate fi pus în pericol prin otrăvirea accidentală sau intenționată cu organofosfat. Aceste substanțe se găsesc în multe pesticide, precum și în armele chimice nervoase. Tsafrir Mor și colegii săi au arătat că butirilcolinesteraza umană (BChe), cunoscută sub numele de molecula bio-măturătoare, poate fi produsă artificial de plante și că această versiune de plantă protejează eficient împotriva otrăvirii cu organofosfat. Acest lucru este important „nu numai” pentru protecția împotriva organofosfaților, ci și pentru cercetarea demenței Alzheimer și a altor boli legate de acetilcolină. Poate fi, de asemenea, util în tratamentul supradozajelor de droguri și a dependenței de droguri în general, în special a cocainei. În lumea în curs de dezvoltare, otrăvirea accidentală de către organofosfați apare destul de des. Fermierii săraci chiar votează pentru ei ca mijloc de sinucidere. Au dobândit forma armelor chimice în Germania nazistă, ulterior au fost acumulate și de SUA și URSS. După sfârșitul Războiului Rece și dispariția URSS, unele astfel de arme au căzut în mâinile regimurilor iresponsabile ale altor țări și ale grupurilor teroriste. Cu atât mai important este protecția eficientă.

Simptomele acute ale intoxicației cu organofosfat sunt tratate cu, de exemplu, atropină, dar tratamente similare nu abordează consecințe neurologice pe termen lung, cum ar fi slăbiciune musculară, convulsii și convulsii, leziuni cerebrale permanente și tulburări de comportament. Măturătoarele moleculare protejează corpul de substanțele nedorite care neutralizează sau distrug. Cele mai cercetate bio-măturătoare sunt două colinesteraze umane - acetilcolinesteraza (AChe) și menționatul BChe. Primul este produs de neuronii creierului, al doilea de către ficat, cu BChe care circulă în serul sanguin. Pe lângă protejarea organismului împotriva substanțelor chimice dăunătoare, colinesterazele efectuează o întreținere importantă - „măturând” moleculele de aceticolină inutile.

AChe întrerupe astfel transmiterea impulsurilor nervoase prin sinapsele creierului și interfețele neuronilor motori și receptorilor celulelor musculare. Se întâmplă ca semnalul să dispară, ceea ce durează un moment. Dacă transmisia va continua, ar provoca paralizii mișcărilor necoordonate. Colinesterazele distrug acetilcolina reziduală prin hidroliză, prin scindarea moleculei cu o moleculă de apă. AChe poate manipula până la 25.000 de molecule de acetilcolină pe secundă. Deoarece întregul sistem de reglare a impulsului nervos al colinei este astfel foarte sensibil, multe plante și animale își folosesc întreruperea ca mijloc defensiv și ofensator. Toxicitatea organofosfaților este că blochează acțiunea colinesterazelor. Corpul uman se confruntă cu o genă care codifică BChe, un compus asociat AChe. BChe circulă sânge pentru a acționa împotriva acestor agenți de blocare, dacă este necesar. AChe este dificil de obținut din creier, BChe din sânge cu ușurință - și poate fi stocat dacă este necesar.

Dar are o captură. BChe nu este suficient. Pentru a proteja o singură brigadă (câteva mii de soldați) pe câmpul de luptă de otrăvurile nervoase, BChe ar avea nevoie de aprovizionare cu sânge în toată țara. În plus, scopurile medicale pașnice necesită o extindere semnificativă a cantității disponibile de BChe. De la tratamentul tulburărilor congenitale sau dobândite ale sistemului colinei până la tratamentul menționat al supradozajului cu cocaină și dependența de acest medicament. Tsafrir Mor și colegii săi au încercat cu succes o modalitate posibilă de a realiza acest lucru. Au folosit plante de tutun modificate genetic care au produs BChe uman în frunze. În două modele animale (șoareci și cobai), au verificat că planta BChe acționează ca o protecție fiabilă împotriva organofosfaților din pesticide și armele chimice nervoase.

Oamenii de știință au reușit, de asemenea, să extindă durata de viață a plantei BChe la o valoare mai apropiată de BChe umană naturală în fluxul sanguin, sporind astfel eficacitatea acesteia. În prezent, planta BChe acționează prin uciderea unei molecule a acestei enzime pentru a ucide fiecare moleculă a agentului de blocare a colinesterazei. Echipa Tsafrira Mora vrea să modifice planta BChe astfel încât să funcționeze catalitic, adică în masă ca AChe. Acest lucru ar face posibilă utilizarea unor doze semnificativ mai mici de Bche în protecția preventivă împotriva otrăvirii sau în tratamentul otrăvirii.

Proceedings of the National Academy of Sciences USA Early Edition din 5 noiembrie 2010
Comunicatul Universității de Stat din Arizona din 23 noiembrie 2010.