Фото: treehugger.com

Китайские генетики создали рис, обогащенный человеческим альбумином — основным белковым компонентом плазмы крови. Поля риса позволят отказаться от донорской крови, уверены биотехнологи.

Сывороточный белок

Сывороточный альбумин (HSA) проявляет высокие связывающие свойства, за счет чего обеспечивает транспортировку низкомолекулярных соединений — гормонов, жирных кислот и лекарственных молекул. HSA стабилизирует объем внеклеточной жидкости.

В клинической практике человеческий альбумин, полученный из донорской крови, используется для лечения ожогов, цирроза печени, геморрагического шок и других тяжелых состояний. Донорский способ получения человеческого альбумина — не самый безопасный, считают авторы нового исследования, результаты которого появились в PNAS. Вместе с сывороткой крови пациент может получить вирусную инфекцию. Более того, донорство не очень популярно, поэтому в получении альбумина есть еще и другая проблема — нехватка «сырья».

Биологи и генетики под руководством Дайчана Яна (Daichang Yang) из Государственной лаборатории трансгенного риса (State Key Laboratory of Hybrid rice) в городе Ухань (Китай) «очеловечили» рис. Они вставили в геном посевного риса (Oryza sativa) несколько человеческих генов. Получился рис (OsrHSA), «истекающий кровью» в промышленных масштабах.

Раковая бактерия

В биотехнологическом эксперименте генетики использовали несколько штаммов растительных бактерий Agrobacterium , которые в обычных условиях вызывают рак и питаются продуктами жизнедеятельности опухолевых клеток. Раковые бактерии стали донорами и переносчиками (векторами) плазмид — кольцевых ДНК, которые обитают в цитоплазме, а не в ядре.

В кольцевую ДНК генетики вставили несколько человеческих генов, необходимых для синтеза альбумина. Культуры модифицированных бактерий биологи подселили на корни взрослых растений. Раковые бактерии заразили рис, передав ему человеческие гены: посевной рис превратился в «биореактор», содержащий до 10,6% клеток с генами альбумина. Большая часть трансгенных клеток локализовалась в зернах риса.

Рисовый альбумин в деле

Биологи сравнили рисовый альбумин с человеческим: молекулярная масса, последовательность аминокислот, трехмерная структура и температура разложения у двух альбуминов не отличались друг от друга.

Ученые испытали рисовый альбумин в деле. Добавив в растворы белков миристиновую кислоту (компонент животных жиров), ученые убедились, что человеческий и рисо-человеческий белки присоединяют одинаковое число молекул к одним и тем же точкам. Другие молекулы, в том числе антикоагулянт варфарин и обезболивающее напроксен, также одинаково эффективно связывались с белками.

В завершающем эксперименте биологи испытали рисовый альбумин на крысах с циррозом печени. Рисовый альбумин оказал должный терапевтический эффект — здоровье животных улучшилось.

Методика извлечения белка достаточно дешевая, а производственный цикл занимает всего 48 часов. «Из одного килограмма спелого риса можно извлечь около 2,75 грамма альбумина, который по своей чистоте не уступает альбумину из сыворотки крови», — завершают авторы исследования. Для сравнения: в человеческой крови альбумин составляет примерно 60% от общего количества белков плазмы крови, то есть около 35 — 45 г/л.

Биотехнологи уверены: ГМ-рис позволит отказаться от других источников альбумина. Правда, предварительно придется проверить безопасность рисового альбумина на клетках человека и подготовить специальные изолированные поля. Не помешает и увеличить и альбуминовую продуктивность риса.