Forskare har upptäckt ny inblick i en växtförening som kan användas för att utveckla förbättrade herbicider och behandlingar för mänskliga sjukdomar.

Deras studie, publicerad i tidningen eLife , tar upp frågan om hur naturliga växtkemikalier som kallas glukosinolater (GSL) utvecklar förmågan att interagera med gener hos människor, insekter, bakterier och andra växter.

GSL är evolutionärt unga försvarsmetaboliter som finns i stickande växter som senap, kål och pepparrot. De hjälper växten att försvara sig mot insekter och patogener samtidigt som de ger många av de smaker som vi njuter av i dessa grönsaker. Föreningarna är också källan till många skyddande näringsfördelar som växterna ger, på grund av deras interaktion med proteiner i våra kroppar.

"De flesta läkemedel kommer från växter, tyder på att det är relativt vanligt att växtföreningar interagerar med mänskliga gener, "säger författaren Frederikke Malinovsky, Universitetslektor vid Köpenhamns universitet DynaMo Center. "Tittar på Arabidopsis thaliana, eller thale krasse, vi ville upptäcka exakt hur sådana föreningar utvecklar förmågan att göra detta. "

Det senaste arbetet tyder på att, när man står inför miljöbelastning, växter kan mäta GSL:er för att snabbt omfördela resurser för att samordna växts tillväxt och försvar. Malinovsky och hennes team trodde att om dessa föreningar kan leda till förändringar i växttillväxt, detta innebär att de bör ha en inneboende försvarssignaleringskapacitet.

Använda renade föreningar, laget undersökte signaleringsegenskaper bland GSL genom att testa deras förmåga att framkalla försvarssvar hos Arabidopsis -plantor. De upptäckte att ett unikt GSL kallat 3-hydroxipropylglukosinolat (3OHPGSL) hämmar rotväxten i växterna.

"Att mata 3OHPGSL till en rad växter och bagerjäst ledde till förändrad tillväxt i nästan alla dessa organismer, "förklarar seniorförfattaren Daniel Kliebenstein, DynaMo Center Partner och professor vid Institutionen för växtvetenskap vid University of California, Davis. "Med hjälp av Arabidopsis -mutanter, vi visade att denna unika GSL påverkar det gamla och allmänt delade TOR -komplexet (Target of Rapamycin), som styr ämnesomsättningen hos människor, jäst, växter och många andra organismer. Detta är det första beviset på att en evolutionärt ung försvarsmetabolit kan reglera en gammal signalväg, och detta är kanske inte det enda fallet där en sådan händelse inträffar. "

Kliebenstein tillägger att 3OHPGSL:s förmåga att påverka TOR-komplexet kan hjälpa till i utvecklingen av nya TOR-relaterade läkemedel som kan hantera en rad olika sjukdomar hos människor. Dessutom, eftersom föreningen påverkar växternas tillväxt, den kan användas vid skapandet av nya och förbättrade herbicider.