Дереза обыкновенная, Lycium barbarum, широко известная как ягода годжи, славится своими пектиновыми полисахаридами, которые обладают рядом преимуществ, включая антиоксидантные, иммунорегулирующие и антивозрастные эффекты. Однако отсутствие генетической карты Lycium barbarum затрудняет понимание синтеза и регуляторных механизмов его активных компонентов, что ограничивает его применение в молекулярной селекции и биотехнологии.
Ягода годжи, Lycium barbarum, представитель семейства пасленовых, представляет собой важную линию эвдикотовых с гомологией пищевых продуктов и лекарств.
Ягоды годжи издавна употребляются в пищу из-за их высокого содержания питательных веществ и сообщаемых лечебных свойств. Родом из Азии, эти маленькие, ярко окрашенные красные ягоды имеют сладкий и слегка кислый вкус, похожий на клюкву. Ягоды годжи считаются одним из самых богатых природных источников антиоксидантов, витамина С, флавоноидов и каротиноидов, особенно зеаксантина, кверцетина и рутина.
Пектиновые полисахариды Lycium barbarum (англ. Lycium barbarum pectin polysaccharides, LBPP) являются ключевыми биоактивными ингредиентами ягоды годжи и относятся к числу немногих полисахаридов, обладающих как биосовместимостью, так и биомедицинской активностью.
Недавно исследовательская группа под руководством профессоров Чэнь Жуньшэна и Чэнь Чана из Института биофизики Китайской академии наук расшифровала карту генома Lycium barbarum и идентифицировала его активные компоненты. Об этом сообщает Чэнь На в релизе Китайской академии наук.
Впервые команда раскрыла полный биосинтетический путь LBPP и определила ключевые синтетические ферменты и молекулы РНК, участвующие в регуляции метаболизма сахара. Их выводы были опубликованы в Genomics, Proteomics & Bioinformatics .
Используя технологию секвенирования третьего поколения, оптическое картирование и собственную эффективную технологию трехмерного захвата генома, исследователи провели сборку генома Lycium barbarum de novo. Такой подход позволил им преодолеть трудности, связанные с высокой гетерозиготностью и повторяющейся природой генома Lycium barbarum, что привело к созданию высокоточной карты генома.
На основе этого фундамента исследователи выяснили критическую роль библиотеки генов полисахарид-активных ферментов, известных как CAZymes, в синтезе LBPP. Они сосредоточились на трех ключевых процессах: кумулятивном расширении скелета LBPP (RRT), синтезе боковой цепи (GAUT) и модификации цепи (PAE).
Исследование также выявило ключевой ген рамнозилтрансферазы, RRT3020, который значительно усиливает продукцию LBPP. Кроме того, исследователи провели первоначальный анализ длинных некодирующих РНК (lncRNAs), связанных с метаболизмом LBPP, что дало новые знания о регуляции генов.
Это исследование установило комплексную модель синтеза пектинового полисахарида в Lycium barbarum, подробно описав весь процесс от транспортировки сахара до модификации полисахарида. Эти результаты обеспечивают важную молекулярную основу для дальнейшего развития и использования ягоды годжи в медицинских и пищевых целях.
Источник: Chinese Academy of Sciences. Автор: Чэнь На.
На графике – схема синтеза пектинового полисахарида и транспорта сахара в Lycium barbarum. Источник: группа Чэнь Жуншенга и группа Чэнь Чанга.