جداسازی ژن مونوترپن سنتاز (NsTPS۲) و بررسی ترکیبات ترپنوئیدی در گیاه دارویی سیاهدانه (Nigella sativa L.)

سیاهدانه (Nigella sativa) گیاهی دارویی از خانواده Ranunculacea است که به دلیل خواص دارویی آن مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. اهمیت پزشکی سیاهدانه عمدتا به مونوترپن های اکسیژن دار آن نسبت داده می شود که از طریق مسیر متیل اریتریتول فسفات در پلاستیدها بیوسنتز می شوند. در این تحقیق ترکیبات اسانس برگ، گل و مراحل نموی بذر، شامل بذرهای نیمه سیاه، سیاه نرم و سیاه سخت در گیاه سیاهدانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. درحالی که هیچ ترکیب ترپنی در گل ها و برگ ها مشاهده نشد، مشخص شد که دانه ها محل اصلی بیوسنتز و تجمع ترپن ها هستند و مقدار ترکیبات ترپنی طی بلوغ بذر تغییر می کند. مونوترپن ها (بیشتر از ۹۹ درصد) و سزکویی ترپن ها (کم تر از ۱ درصد) اسانس را تشکیل دادند. به منظور بهبود درک ما از متابولیسم مونوترپن ها، توالی جزئی یک مونوترپن سنتاز فرضی (NsTPS۲) با استفاده از روش RACE-PCR از گیاه سیاهدانه جدا شد. این مونوترپن سنتاز از داده های حاصل از توالی یابی RNA از بذرهای سیاه نرم سیاهدانه شناسایی شد. به جز وجود موتیف بسیار حفاظت شده DDXXD در NsTPS۲ که برای تایید شناسایی مونوترپن ها ضروری است، نواحی حفاظت شده دیگری از سایر مونوترپن سنتازهای شناسایی شده از سایر گونه های گیاهی مشاهده نشد. نتایج حاصل از درخت فیلوژنی نشان داد که NsTPS۲ بیشترین شباهت را با یک ترپن سنتاز (۷۲.۸۹ درصد) از گیاه تاج الملوک (Aconitum carmichaelii) دارد و در یک گروه قرار گرفتند. سیاهدانه و تاج الملوک هر دو به خانواده ی آلاله تعلق دارند و این نشان می دهد که می توان از اطلاعات ژنتیکی گیاهان هم خانواده سیاهدانه برای جداسازی مونوترپن سنتازهای مختلف استفاده کرد. اطلاعات حاصل از این تحقیق می تواند در راستای اهداف دست ورزی ژنتیکی و مهندسی متابولیک در سیاهدانه بسیار مفید باشد.

Keywords:

Nigella sativa , RNA sequencing , Secondary metabolites , Terpene synthase , ترپن سنتاز ها , توالی یابیRNA , سیاهدانه , متابولیت های ثانویه