اكتشف علماء في جامعة كولومبيا البريطانية – فرع أوكاناغان (UBC Okanagan) الطريقة التي تستخدمها النباتات لإنتاج مادة الميترافيلين (Mitraphylline)، وهي مادة طبيعية نادرة يُعتقد أنّ لها خصائص محتملة مضادة للسرطان.
تنتمي الميترافيلين إلى عائلة صغيرة من الجزيئات النباتية تُعرف باسم قلويدات السبيروأوكسيندول (Spirooxindole Alkaloids)، وهي مركّبات تتميّز ببنية كيميائية فريدة ملتفّة تشبه الحلقة، وتُعرف بتأثيراتها البيولوجية القوية، بما في ذلك مقاومة الأورام والالتهابات.
حتى وقتٍ قريب، لم يكن العلماء يفهمون بدقة الكيفية التي تتكوّن بها هذه الجزيئات في النباتات. لكنّ ذلك تغيّر عام ٢٠٢٣، عندما تمكّنت الدكتورة تو-ثوي دانغ (Thu-Thuy Dang) وفريقها في كلية العلوم بجامعة أوكاناغان من تحديد أول إنزيم نباتي قادر على “ليّ” الجزيء ليأخذ الشكل الحلقي المميز.
وبالاستناد إلى هذا الاكتشاف، قاد طالب الدكتوراه توان-آن نغوين (Tuan-Anh Nguyen) المرحلة التالية من البحث، حيث تمكّن من الكشف عن إنزيمين يعملان معاً: أحدهما يحدّد الترتيب ثلاثي الأبعاد للجزيء، والآخر يُحدث الالتواء النهائي الذي يُكوّن الميترافيلين.
وقالت الدكتورة دانغ، وهي رئيسة أبحاث المنتجات الطبيعية الحيوية في الجامعة:
يشبه هذا الاكتشاف العثور على الروابط المفقودة في خطّ الإنتاج الصناعي. لقد أجاب عن سؤال طال انتظاره حول كيفية قيام الطبيعة ببناء هذه الجزيئات المعقّدة، كما فتح الباب أمامنا لتقليد هذه العملية بطرق جديدة.
ونظراً لأنّ المركّبات الطبيعية توجد غالباً بكميات ضئيلة جداً، فإن إنتاجها في المختبر يكون صعباً ومكلفاً. وتُعدّ الميترافيلين مثالاً واضحاً على ذلك، إذ تُستخرج بكميات ضئيلة من أشجار استوائية مثل الميتراجينا (Kratom) والأونكاريا (Cat’s Claw)، وهما من فصيلة البن.
من خلال تحديد الإنزيمات المسؤولة عن تكوين الميترافيلين وشكلها النهائي، وضع الباحثون إطاراً جديداً لإنتاج هذه المركّبات وما شابهها بكفاءة واستدامة أكبر.
وقال نغوين:
بفضل هذا الاكتشاف أصبح لدينا منهج كيميائي أخضر للوصول إلى مركّبات ذات قيمة دوائية هائلة. وهذا يعكس بيئة البحث المتميزة في جامعة أوكاناغان، حيث يعمل الطلاب وأعضاء الهيئة التدريسية جنباً إلى جنب لحلّ مشكلات ذات تأثير عالمي.
وأضاف:
إنّ المشاركة في الفريق الذي اكتشف الإنزيمات المسؤولة عن مركّبات السبيروأوكسيندول كانت تجربة مذهلة. لقد أتاح لي الإشراف والدعم في جامعة أوكاناغان فرصة النمو كباحث هنا في كندا.
وجاء هذا المشروع ثمرة تعاون بين مختبر الدكتورة دانغ في جامعة كولومبيا البريطانية وفريق الدكتور ساتيا ناداكودوتي (Satya Nadakuduti) في جامعة فلوريدا.
وقد تمّ دعم البحث من قبل مجلس البحوث الطبيعية والهندسية في كندا (NSERC) ضمن برنامج التحالف الدولي للتعاون البحثي، ومؤسسة كندا للابتكار، وبرنامج مايكل سميث للباحثين في مجال الصحة في كولومبيا البريطانية، إضافة إلى المعهد الوطني الأميركي للأغذية والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأميركية.
واختتمت الدكتورة دانغ قائلةً:
نحن فخورون بهذا الاكتشاف الذي خرج من جامعة أوكاناغان. فالنباتات كيميائيون طبيعيون مذهلون، وخطوتنا التالية ستركّز على تكييف أدواتهم الجزيئية لإنتاج مجموعة أوسع من المركّبات العلاجية.