Раскрытие секретов производства артемизинина в Artemisia annua: роль вариаций гена DBR2-like

Artemisia annua — единственный известный растительный источник мощного противомалярийного артемизинина. Её хемотипы классифицируются как низко- (LAP) и высокопродуцирующие (HAP) артемизинин, однако механизмы, лежащие в основе этих различий, до конца не ясны.

В августе 2023 года в Horticulture Research было опубликовано исследование, в котором систематически сравнивали биосинтез артемизинина у LAP-хемотипа JL и HAP-хемотипа HAN с помощью полногеномного ресеквенирования, метаболомики и транскриптомики.

Ключевые выводы:

• Метаболический анализ показал, что HAN накапливает значительно больше сесквитерпенов и соединений, связанных с артемизинином, чем JL.
• Выявлен ключевой ген: Ген DBR2-Like (DBR2L) оказался высокогомологичным гену DBR2, и авторы предположили его участие в биосинтезе артемизинина.
• Вариации в промоторе: Ресеквенирование генома выявило существенные вариации последовательности в промоторе гена DBR2L у разных сортов A. annua, которые были разделены на три типа.
• Функциональная роль: Функциональные тесты подтвердили, что DBR2L, подобно DBR2, участвует в превращении артемизининового альдегида в дигидроартемизининовый альдегид.
• Связь с продуктивностью: Высокий уровень экспрессии гена DBR2L в HAP-хемотипе HAN коррелирует с повышенным производством артемизинина.

Исследование также идентифицировало коровую область промотора DBR2L (-625 до 0) и отобрало кандидаты в транскрипционные факторы, регулирующие его экспрессию.

В целом, работа подчёркивает сложное взаимодействие генетических и метаболических факторов, лежащих в основе биосинтеза артемизинина, и предоставляет новые данные для понимания различий между хемотипами, что может способствовать повышению продуктивности.