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J-GLOBAL ID：202102227990800897   整理番号：21A0098457

紫外線B照射と植物ホルモンジベレリンのトランスクリプトーム解析はArtemisia annua L.におけるアルテミシニンの蓄積を協調的に促進する【JST・京大機械翻訳】

Transcriptome analyses revealed the ultraviolet B irradiation and phytohormone gibberellins coordinately promoted the accumulation of artemisinin in Artemisia annua L.

著者 (9件)： Ma Tingyu (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Gao Han (School of Chemistry, Chemical Engineering and Life Science, Wuhan University of Technology, Wuhan, China) ,  Zhang Dong (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Shi Yuhua (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Zhang Tianyuan (State Key Laboratory of Agricultural Microbiology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Shen Xiaofeng (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Wu Lan (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Xiang Li (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China) ,  Chen Shilin (Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine, Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing, China)
資料名： Chinese Medicine (Web)  (Chinese Medicine (Web))
巻： 15  号： 1  ページ： 1-17  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7464A  ISSN： 1749-8546  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： アルテミシニンに基づく併用療法はマラリアを治療するための好ましいアプローチとなり,マラリア関連死亡率を減じるのに成功した。現在,アルテミシニンの主な供給源はArtemisia annua L.であり,従ってA.annua植物におけるアルテミシニン含有量を増強するために戦略的に重要である。フィトホルモンと照明は,二次代謝産物の生産に顕著な影響を持つ重要な外部環境因子であることが知られている。異なるホルモンの活性は光により様々な程度に影響を受け,従って,光とホルモンは植物における様々なプロセスを同時に調節する。ここでは,トランスクリプトームおよびメタボローム分析により,紫外線B照射および植物ホルモンジベレリンがArtemisia annuaにおけるアルテミシニンの蓄積を協調的に促進することを明らかにした。アルテミシニン分析は超高速液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析(UPLC-ESI-QqQ-MS/MS)により行った。RNA配列決定,GOおよびKEGG濃縮分析を適用して,紫外線B照射およびジベレリン処理下の差次的発現遺伝子(DEG)を分析した。加重遺伝子共発現ネットワーク(WGCNA)はアルテミシニン関連モジュールにおける遺伝子を分析し,これらのモジュールにおける候補ハブ遺伝子を同定した。本研究では,UV-BとGA誘導過程間のクロストークがアルテミシニン蓄積の改変を導くことを見出した。異なる処理間で差次的に発現した(DEG)合計14762遺伝子をトランスクリプトーム解析により同定した。UV-BとGA処理は,重要なアルテミシニン生合成遺伝子ADSとCYP71AV1の発現を上方制御することによってアルテミシニンの蓄積を強化した。高度値と高発現レベルに従って,合計84の共発現転写因子を同定した。それらの中で,MYBとNAC TFは主にアルテミシニンの生合成の調節に関与した。加重遺伝子共発現ネットワーク分析は,青色モジュールにおけるGA+UVがアルテミシニン合成と正相関し,これらのモジュールにおける候補ハブ遺伝子がGA+UV処理に応答してアルテミシニン合成を増強するためにアップレギュレートされるべきであることを示唆した。本研究は,紫外線B照射と植物ホルモンジベレリン処理下のアルテミシニン生合成経路遺伝子の共調節を示した。共発現は,選択されたMYBとNAC TFが,ADSとCYP71AV1遺伝子でアルテミシニン生合成遺伝子発現を調節する可能性があることを明らかにした。加重遺伝子共発現ネットワーク分析は,青色モジュールにおけるGA+UV処理がアルテミシニン合成と正相関することを示した。著者らは,青色モジュールにおける候補ハブ遺伝子を区別するネットワークを,GA+UV処理に応答してアルテミシニン合成を増強するためにアップレギュレートするかもしれないことを立証した。Copyright 2021 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： ネットワーク ,  生合成 ,  RNA【核酸】 ,  遺伝子 ,  *ジベレリン ,  *ホルモン ,  遺伝子発現 ,  アップレギュレーション ,  転写因子 ,  二次代謝産物 ,  *トランスクリプトーム ,  脂環式化合物 ,  ラクトン ,  架橋化合物
準シソーラス用語： *トランスクリプトーム解析 ,  共発現 ,  生合成経路 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： ヨモギ属 ,  アルテミシニン生合成 ,  紫外線B照射(UV-B) ,  ジベレリン(GA) ,  RNA配列決定(RNA-seq) ,  遺伝子共発現

分類 (3件)： 植物の生化学  (EH01050J) ,  物質の代謝  (EH02050Q) ,  遺伝子の構造と化学  (EC02020U)

物質索引 (1件)： アルテミシニン

引用文献 (69件)：

• N Engl J Med; Artemisinin resistance in Plasmodium falciparum malaria; ZW Htut; 361; 2009; 1807-1808; 10.1056/NEJMc091737; citation_id=CR1
• Front Plant Sci; Detailed phytochemical analysis of high- and low artemisinin-producing chemotypes of Artemisia annua; T Czechowski, TR Larson, TM Catania, D Harvey, CX Wei, M Essome, GD Brown, IA Graham; 9; 2018; 641; 10.3389/fpls.2018.00641; citation_id=CR2
• Nature; High-level semi-synthetic production of the potent antimalarial artemisinin; CJ Paddon, PJ Westfall, DJ Pitera, K Benjamin, K Fisher, D McPhee, MD Leavell, A Tai, A Main, D Eng; 496; 2013; 528-532; 10.1038/nature12051; citation_id=CR3
• Nature; Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast; DK Ro, EM Paradise, M Ouellet, KJ Fisher, KL Newman, JM Ndungu, KA Ho, RA Eachus, TS Ham, J Kirby; 440; 2006; 940-943; 10.1038/nature04640; citation_id=CR4
• Nature; Malaria drug made in yeast causes market ferment; M Peplow; 494; 2013; 160-161; 10.1038/494160a; citation_id=CR5

タイトルに関連する用語 (9件)： 紫外線B ,  植物ホルモン ,  ジベレリン ,  トランスクリプトーム解析 ,  Artemisia ,  アルテミシニン ,  蓄積 ,  協調 ,  促進