Onderzoekers hebben nieuw inzicht gekregen in een plantenstof die kan worden gebruikt om verbeterde herbiciden en behandelingen voor ziekten bij de mens te helpen ontwikkelen.

hun studie, gepubliceerd in het tijdschrift eLife , gaat in op de vraag hoe natuurlijke plantaardige chemicaliën, glucosinolaten (GSL's) genaamd, het vermogen tot interactie met genen bij mensen ontwikkelen, insecten, bacteriën en andere planten.

GSL's zijn evolutionair jonge afweermetabolieten die worden aangetroffen in scherpe planten zoals mosterd, kool en mierikswortel. Ze helpen de plant zich te verdedigen tegen insecten en ziekteverwekkers, terwijl ze ook veel van de smaken bieden waar we van genieten in deze groenten. De verbindingen zijn ook de bron van veel beschermende voedingsvoordelen die door de planten worden geleverd, vanwege hun interactie met eiwitten in ons lichaam.

"De meeste geneesmiddelen worden verkregen uit planten, wat suggereert dat het relatief vaak voorkomt dat plantenstoffen een interactie aangaan met menselijke genen, " zegt eerste auteur Frederikke Malinovsky, Universitair docent aan het DynaMo Center van de Universiteit van Kopenhagen. "Kijkend naar Arabidopsis thaliana, of zandraket, we wilden precies ontdekken hoe dergelijke verbindingen het vermogen ontwikkelen om dit te doen."

Recent werk suggereert dat, wanneer ze worden geconfronteerd met omgevingsstress, planten kunnen GSL's meten om snel middelen opnieuw toe te wijzen om de groei en verdediging van planten te coördineren. Malinovski en haar team geloofden dat als deze verbindingen veranderingen in de plantengroei kunnen veroorzaken, dit betekent dat ze een inherente defensiesignaleringscapaciteit moeten hebben.

Met behulp van gezuiverde verbindingen, het team screende op signaaleigenschappen tussen GSL's door hun vermogen om verdedigingsreacties in Arabidopsis-zaailingen te induceren te testen. Ze ontdekten dat een unieke GSL genaamd 3-hydroxypropylglucosinolaat (3OHPGSL) de wortelgroei in de planten remt.

"Het voeren van 3OHPGSL aan een reeks planten en bakkersgist leidde tot veranderde groei in bijna al deze organismen, " legt senior auteur Daniel Kliebenstein uit, DynaMo Center Partner en Professor in het Department of Plant Sciences aan de University of California, Davy. "Door Arabidopsis-mutanten te gebruiken, we hebben aangetoond dat deze unieke GSL het oude en breed gedeelde TOR-complex (Target of Rapamycin) beïnvloedt, die het metabolisme bij mensen regelt, gist, planten en vele andere organismen. Dit is het eerste bewijs dat een evolutionair jonge afweermetaboliet een oude signaalroute kan reguleren. en dit is misschien niet het enige geval waarin een dergelijke gebeurtenis plaatsvindt."

Kliebenstein voegt eraan toe dat het vermogen van 3OHPGSL om het TOR-complex te beïnvloeden, zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe TOR-gerelateerde geneesmiddelen die een reeks menselijke ziekten kunnen aanpakken. Aanvullend, aangezien de verbinding de plantengroei beïnvloedt, het zou kunnen worden gebruikt bij de creatie van nieuwe en verbeterde herbiciden.