Люди курили тютюн понад 10 тисяч років. У 1820-х хіміки вперше виділили з нього нікотин, але досі наука не розуміла, як саме рослина його синтезує. Два століття вчені вивчали цю рослину, не знаходячи відповіді, як вона створює молекулу, що викликає залежність у мільярдів людей.
Дослідники з університетів Йорка та Копенгагена знайшли відповідь: рослина виявилася складним хіміком.
Виявляється, нікотин спочатку приєднується до молекули глюкози, яка діє як каталізатор, надаючи енергію для з’єднання базових компонентів. На фінальному етапі глюкоза безслідно зникає. Саме цей прихований крок робив процес загадкою протягом тривалого часу.
«Конструктор» нікотину є простим: він складається з двох кілець – одне з вітаміноподібної сполуки, інше — з амінокислоти. Два ферменти з не надто поетичними назвами NaGR і NicGS відповідають за його збірку. Гени, що кодують ці ферменти, ідентифіковані, а процес синтезу успішно відтворено в лабораторії.
Ця інформація важлива не лише для ботаніків, але й для медицини та економіки.
Тютюн давно привертає увагу не тільки виробників сигарет. Близького родича цієї рослини, Nicotiana benthamiana, фармацевти використовують як доступну біофабрику для виробництва вакцин та лікарських засобів.
Основною проблемою залишався природний нікотин, який забруднював медичні препарати. Це змушувало виробників витрачати значні ресурси на його видалення.
Тепер, коли механізм синтезу нікотину розкрито до рівня генів, вчені зможуть його модифікувати. Це дозволить «вимкнути» вироблення нікотину на стадії росту рослини або переналаштувати цей процес для синтезу корисних фармацевтичних сполук.
Тютюн, який лікує, а не шкодить. Це може стати знаковим поворотом для рослини, яка століттями мала зовсім іншу репутацію.