Cercetătorii au identificat un comutator molecular crucial în producția de saponine din ginseng
Sanchi ginseng (Panax notoginseng) constituie un element esențial al medicinei tradiționale chineze, fiind apreciat pentru saponinele sale, compuși bioactivi cu proprietăți antiinflamatorii, cardiovasculare și anticancerigene.
În ciuda valorii sale, mecanismele moleculare care controlează producția de saponine au rămas, până acum, neclarificate. Recent, cercetătorii au descoperit un regulator major, factorul de transcripție PnMYB38, care acționează ca un comutator molecular legând semnalele hormonale ale plantelor de biosinteza saponinelor.
Această descoperire deschide noi perspective pentru strategii de reproducere precisă și inginerie metabolică, care ar putea îmbunătăți calitatea medicinală a acestei plante valoroase. De decenii, specialiștii au constatat că jasmonatul de metil (MeJA), un hormon vegetal implicat în răspunsurile la stres, poate crește semnificativ acumularea de saponine în P. notoginseng. Totuși, factorii specifici de transcripție care traduc acest semnal hormonal în creșterea producției de saponine nu au fost identificați până acum.
Factorii de transcripție sunt proteine care se leagă de ADN și controlează activitatea genelor. Familia MYB este una dintre cele mai mari și importante din plante, reglementând totul, de la creștere la răspunsuri la stres și producția de compuși medicinali. Astfel, există o nevoie urgentă de cercetări sistematice privind modul în care semnalizarea MeJA este conectată la biosinteza saponinelor prin intermediul factorilor de transcripție MYB.
O echipă de cercetători de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Kunming, în colaborare cu Academia de Științe Agricole Wenshan, a publicat rezultatele studiului în Horticulture Research. Studiul a combinat screening genomic, profilare multi-omics și experimente moleculare pentru a identifica și caracteriza familia de factori de transcripție MYB în P. notoginseng, precum și pentru a identifica regulatorul cheie responsabil de producția de saponine indusă de MeJA.
Echipa de cercetare a identificat 110 gene MYB în genomul P. notoginseng și a constatat că tratamentul cu MeJA a modificat semnificativ expresia a 84 dintre acestea. Prin integrarea datelor transcriptomice și metabolomice, au identificat PnMYB38 ca un nod central în rețeaua de reglementare. Experimentele funcționale au confirmat că PnMYB38 se leagă direct de promotorii a două gene critice pentru biosinteza saponelor: PnSE (squalene epoxidase) și PnDS (dammarenediol-II synthase).
Activarea acestor gene declanșează o cascadă care stimulează producția de saponine de tip dammarane, inclusiv notoginsenoside R₁, unul dintre cei mai activi compuși farmacologici în Sanchi ginseng. Studiul a arătat, de asemenea, că PnMYB38 este localizat în nucleul celular, ceea ce este consistent cu rolul său de regulator transcripțional.
Prin teste de tip yeast one-hybrid (Y1H), teste de mobilitate electroforetică (EMSA) și teste dual-luciferază (LUC), cercetătorii au oferit mai multe dovezi care confirmă interacțiunea directă și specifică între PnMYB38 și promotorii genelor țintă. „Am găsit, în esență, veriga lipsă între semnalul hormonal al plantei și producția acestor compuși medicinali valoroși”, au declarat autorii. „PnMYB38 este comutatorul principal care traduce semnalul de jasmonat de metil într-un plan pentru biosinteza saponinelor. Înțelegerea acestui mecanism nu doar că rezolvă o enigmă de lungă durată în biologia plantelor, dar ne oferă și un instrument molecular precis pentru a îmbunătăți calitatea Sanchi ginseng prin reproducere și inginerie genetică.”
Această descoperire are implicații imediate și de amploare pentru cultivarea și îmbunătățirea P. notoginseng. Prin targetarea PnMYB38, crescătorii ar putea dezvolta varietăți cu un conținut de saponine constant mai ridicat, reducând variabilitatea care afectează în prezent producția comercială. De asemenea, rezultatele stabilesc un model de reglementare clar – calea „MeJA–PnMYB38–biosinteza saponinelor” – care ar putea ghida eforturile de inginerie metabolică în alte plante medicinale.
În plus, studiul oferă o bază pentru utilizarea tehnologiei de editare a genelor CRISPR/Cas9 pentru a modula precis producția de saponine. Pe măsură ce cererea pentru medicamente pe bază de plante continuă să crească la nivel mondial, această cercetare oferă o cale pentru o producție mai sustenabilă, fiabilă și de înaltă calitate a uneia dintre cele mai apreciate resurse ale medicinei tradiționale.
