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J-GLOBAL ID：201802212268501769   整理番号：18A0965549

Huperzia serrataの包括的トランスクリプトーム解析とフペルジンAの生合成に関与する重要な遺伝子の同定【JST・京大機械翻訳】

Global transcriptome analysis of Huperzia serrata and identification of critical genes involved in the biosynthesis of huperzine A

著者 (13件)： Yang Mengquan (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Yang Mengquan (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China) ,  You Wenjing (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  You Wenjing (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China) ,  Wu Shiwen (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Fan Zhen (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Xu Baofu (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Xu Baofu (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China) ,  Zhu Mulan (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Li Xuan (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Xiao Youli (CAS Key Laboratory of Synthetic Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China) ,  Xiao Youli (CAS-JIC Centre of Excellence in Plant and Microbial Sciences, Shanghai, China) ,  Xiao Youli (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China)
資料名： BMC Genomics (Web)  (BMC Genomics (Web))
巻： 18  号： 1  ページ： 245  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7048A  ISSN： 1471-2164  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】Huperzia serrata(H.serrata)は,経済的に重要な伝統的漢方薬であり,特に薬用価値がある。Lycopodiaceae科の代表的なメンバーとして,H.serrataは,アルツハイマー病の有望な薬剤であるフペルジンA(HupA)という様々なタイプの効果的な生物活性リコポジウムアルカロイドを産生する。それらの医学的重要性にもかかわらず,公共ゲノムおよびトランスクリプトーム資源は非常に限られており,HupAの生合成はほとんど知られていない。H.serrataおよびPhlegmariurus carinatus由来の454-ESTの比較に関する以前の研究は,リジン脱炭酸酵素(LDC様)蛋白質およびいくつかのCYP450sのようなリコポジウムアルカロイド生合成に関与する推定遺伝子を予測した。しかしながら,これらの遺伝子アノテーションは,さらなる生化学的特性化では行われなかった。H.serrataにおけるHupAの生合成とその調節を理解するために,Hに関する全体的トランスクリプトーム解析を行った。鋸歯状組織を行った。【結果】本研究において,著者らは,H.serrataの実質的RNA配列データセットを作り出すために,Illina Highseq4000プラットフォームを使用した。4つの異なる組織:根,茎,葉,および胞子嚢から全部で40.1のGbクリーンデータを発生させ,181,141の単一遺伝子に組み立てた。単一遺伝子の全長,平均長,N50およびGC含有量は,それぞれ219,520,611bp,1,211bp,2,488bpおよび42.51%であった。それらの間で,105,516の単一遺伝子(58.25%)を7つの公開データベース(NR,NT,Swiss-Prot,KEGG,COG,Interpro,GO)によって注釈し,それぞれ54のGO用語と3,391の転写因子(TF)を機能的に分類した。KEGG経路分析は,72,230の単一遺伝子が21の機能的経路に分類されることを明らかにした。HupAの前駆体の生合成に関与する,3種類の候補酵素,LDC,CAOおよびPKSを,転写物において全て同定した。H.serrataにおける157のCYP450遺伝子も分析し,組織特異的遺伝子発現と比較した。さらに,CYP450遺伝子BBEとSLSの2つの重要なクラス,全部で23のメンバーにより,HupAの生合成の後期2段階におけるリコポジウムアルカロイド足場の修飾をさらに評価した。【結論】本研究は,H.serrataのすべての組織に関する全体的トランスクリプトーム解析の最初の報告であり,HupAの前駆体の生合成と足場修飾に関与する重要な遺伝子を発見して予測した。本研究からのトランスクリプトームデータは,H.serrataにおける代謝経路に関するさらなる研究のための重要な資源を提供するだけでなく,HupAの合成生物学研究にも光を当てることができた。Copyright 2018 The Author(s). All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *遺伝子 ,  ゲノム ,  転写因子 ,  漢方製剤 ,  *生合成 ,  代謝経路 ,  遺伝子発現 ,  Alzheimer病 ,  生物活性 ,  前駆体 ,  *トランスクリプトーム ,  チトクロームP450
準シソーラス用語： KEGG ,  リコポジウムアルカロイド ,  *トランスクリプトーム解析 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： トランスクリプトーム ,  Huperzia serrata ,  生合成経路 ,  フペルジンA ,  Lycopodiumアルカロイド

分類 (2件)： 微生物の生化学  (EG03020N) ,  植物の生化学  (EH01050J)

引用文献 (25件)：

• Christenhusz M, Zhang X, Schneider H. A linear sequence of extant families and genera of lycophytes and ferns. Phytotaxa. 2011;19(1):7-54.
• Kitajima M, Takayama H. Lycopodium alkaloids: isolation and asymmetric synthesis. In: Alkaloid Synthesis. Berlin: Springer; 2011;1-31.
• J Ethnopharmacol; Huperzine a from huperzia species-an ethnopharmacolgical review; X Ma, C Tan, D Zhu, DR Gang, P Xiao; 113; 1; 2007; 15-34; 10.1016/j.jep.2007.05.030; CR3;
• Phytochem Rev; Huperzine A from Huperzia serrata: a review of its sources, chemistry, pharmacology and toxicology; A Ferreira, M Rodrigues, A Fortuna, A Falcão, G Alves; 15; 1; 2016; 51-85; 10.1007/s11101-014-9384-y; CR4;
• Can J Chem; The structures of huperzine A and B, two new alkaloids exhibiting marked anticholinesterase activity; J Liu, Y Zhu, C Yu, Y Zhou, Y Han, F Wu, B Qi; 64; 4; 1986; 837-839; 10.1139/v86-137; CR5;

タイトルに関連する用語 (6件)： Huperzia ,  トランスクリプトーム解析 ,  フペルジンA ,  生合成 ,  遺伝子 ,  同定