Trichomy wydzielnicze są strukturami epidermalnymi występującymi na częściach nadziemnych około 1/3 znanych gatunków roślin. Występują one w dużych ilościach w roślinach należących m.in. Do rodzin Asteraceae, Lamiaceae, Cannabaceae i Solanaceae. Trichomy wydzielnicze różnią się kształtem, rozmiarem i liczbą komórek, ale generalnie składają się ze zróżnicowanych komórek tworzących podstawę, kilku komórek szyjki i komórek wydzielniczych otoczonych dużym kutykularnym pęcherzykiem. Struktury te specjalizują się w biosyntezie, wydzielaniu i przechowywaniu szerokiej gamy substancji chemicznych. Metabolizm trichomów jest w dużej mierze oddzielony od centralnego komórkowego, co czyni je dobrym modelem użytecznym w badaniach metabolizmu wtórnego roślin, np. biosyntezy kannabinoidów, flawonoidów, terpenoidów, alkaloidów i wielu innych.

Trichomy wydzielnicze są przykładem wyspecjalizowanych „fabryk biochemicznych” i dzięki swoim cechom mogą również stanowić potencjalną platformę biosyntetyczną, użyteczną w badaniach biotechnologicznych i biokatalitycznych. Celem naszych badań jest zdobycie nowej wiedzy na temat systemu biochemicznego mikrośrodowiska trichomów wydzielniczych i jej zastosowanie w badaniach o potencjale aplikacyjnym. Przy pomocy inżynierii genetycznej, planujemy zademonstrować wybrane reakcje biochemiczne zachodzące w trichomach wydzielniczych i przetestować potencjał katalityczny opracowywanych w toku badań modeli biosyntetycznych.

W projekcie postawiliśmy kilka pytań biologicznych dotyczących natury i funkcji składników metabolomicznych i proteomicznych mikrośrodowiska trichomów wydzielniczych. Uważamy, że znalezienie na nie odpowiedzi pomoże lepiej zrozumieć procesy biochemiczne zachodzące w tych wysoce rozwiniętych strukturach i ukazać jednocześnie prostotę i złożoność biosyntetycznej maszynerii trichomów. Analizy metabolomiczne, proteomiczne i transkryptomiczne pozwolą nam na uzyskanie danych porównawczych opisujących mikrośrodowisko trichomów wydzielniczych znajdujących się na różnych etapach rozwoju, a także między analizowanymi gatunkami roślin, ze szczególnym uwzględnieniem rodzaju Cannabis L. i Solanum L. Wyniki tych badań pomogą również w identyfikacji i wyjaśnieniu funkcji jakie określone związki chemiczne mogą pełnić w mikrośrodowisku trichomów wydzielniczych.

Projekt OPUS 25 "System biochemiczny mikrośrodowiska trichomów wydzielniczych, jego właściwości biokatalityczne i potencjał w biotechnologii" (2023/49/B/NZ1/02898) jest finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki (NCN).