مهندسی متابولیک گیاهان دارویی با استفاده از فناوری CRISPR/Cas

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

doi
10.30470/jmpb.2024.2041250.1113
چکیده

گیاهان دارویی از زمان‌های بسیار دور تاکنون منبع تهیه ترکیبات دارویی و همچنین دیگر فراورده‌های مفید بوده‌اند. به دلیل برخی محدودیت‌ها، روش‌های سنتی تهیه ترکیبات دارویی، قادر به تامین نیاز روزافزون بازار نمی‌باشند و از اینرو استفاده از روش‌های جایگزین، امری اجتناب‌ناپذیر است. مهندسی متابولیک یک راه حل منطقی و کارامد برای افزایش تولید ترکیبات دارویی و کاهش هزینه‌های مربوطه می‌باشد. مهندسی متابولیک علاوه بر بهبود تولید متابولیت‌های مورد نظر و کاهش تولید متابولیت‌های ناخواسته، همچنین منجر به تولید متابولیت‌های جدید در گیاهان می‌گردد. در حال حاضر روش‌های بسیاری به منظور دستورزی مسیرهای متابولیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در این میان، فناوری CRISPR/Cas به دلیل دقت بالا و سهولت استفاده، از جایگاه خاصی برخوردار است. اثرات چشمگیر این فناوری بر بهبود متابولیکی گیاهان دارویی در مطالعات متعددی به اثبات رسیده است. در مقاله حاضر، ابتدا در خصوص اهمیت گیاهان دارویی و متابولیت‌های آنها بحث شده است و پس از آن به لزوم استفاده از مهندسی متابولیک در افزایش ترکیبات دارویی این گیاهان اشاره شده است. در ادامه، به تشریح فناوری CRISPR/Cas و نحوه عمل آن در ویرایش ژن‌ها پرداخته‌ایم. سپس کاربرد این فناوری در دستورزی مسیرهای متابولیکی گیاهان دارویی، با تمرکز بر سه گروه عمده متابولیت‌های گیاهی یعنی ترپنوئیدها، آلکالوئیدها و فنیل پروپانوئیدها، مورد بحث قرار گرفته است. بخش بعدی به طرح برخی از چالش‌های موجود در کاربرد این تکنولوژی در مهندسی متابولیک گیاهان دارویی، و راه‌ حل‌های پیشنهادی می‌پردازد. در پایان نیز چشم‌اندازهای آینده این فناوری در بهبود متابولیکی گیاهان دارویی، بطور خلاصه توضیح داده شده است.