بررسی اثر اتیلن بر میزان بیان ژن های g10h، t16h، dat و avlbs در گیاه پروانش (catharanthus roseus)

پروانش (catharanthus roseus) یک گیاه مدل دارویی است. ریشه این گیاه محل تجمع دو آلکالوئید اجمالسین و سرپنتین است، که در درمان بیماری های قلبی-عروقی، از جمله فشار خون بالا استفاده می شود. این گیاه به خصوص به علت وجود آلکالوئیدهای وین بلاستین و وین کریستین، که در درمان سرطان به کار برده می شود، اهمیت زیادی پیدا کرده است. در حال حاضر، وین بلاستین و وین کریستین به طور عمده توسط استخراج از گیاه c. roseus به دست می آیند. دلیل این امر آن است که روش های تمام سنتزی و نیمه سنتزی و روش های دیگر برای تولید این مواد در مقیاس وسیع مناسب نیستند. همچنین تلاش زیادی برای تولید این ترکیبات در مقیاس وسیع به وسیله کشت سوسپانسیون سلولی و ریشه های موئین انجام شده است. به دو دلیل کشت های سلولی برای تولید این مواد موفق نبوده اند: 1- کشت سلولی فاقد مسیر تولید وین دولین (پیش ماده وین بلاستین و وین کریستین) می باشد 2-میزان تولید این مواد در کشت های سلولی بسیار کم بوده است. وجود مقادیر بسیار کم وین بلاستین و وین کریستین که در بخش هوایی گیاه تولید می شود (حدود 0005/0 وزن خشک) و همچنین استخراج آنها از میان ترکیبات زیادی، که از لحاظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بسیار به هم شبیه هستند، باعث افزایش قیمت بسیار زیاد این دو ماده شده است. تحقیقات زیادی درباره نقش تنظیم کننده های رشد گیاهی در بیوسنتز متابولیت های این گیاه انجام شده است. برای استفاده تجاری از پروانش سه ماه پس از جوانه زدن، که گیاه شروع به گلدهی می کند جمع آوری می شود. از طرفی تیمار با اتیلن در طول دوره گلدهی باعث افزایش معنی داری در کاتارانتین، وین دولین و وین بلاستین، می شود. همچنین مکانیسم مولکولی اثر برخی تنظیم کننده های رشدی نظیر اتیلن در این گیاه ناشناخته مانده است. بیان ژن های t16h، g10h، dat و avlbs در تیمار با اتیلن، و در باز ه های زمانی 6، 12، 24، 48 و 72 ساعت با استفاده از تکنیک real time rt-pcr، بررسی شد. بیان ژن های t16h، dat و avlbs در 6 ساعت پس از تیمار با اتیلن نسبت به شاهد افزایش بیان و در 12 ساعت کاهش یافت و پس از آن روند ثابتی پیدا کرد. با این وجود ژن g10h با تابعیت از این الگو پس از 72 ساعت نیز افزایش بیان داشت و از الگوی سه ژن دیگر تبعیت نکرد. با توجه به روند بیان مشابه ژن های t16h، dat و avlbs به نظر می رسد که احتمالاً توسط یک عامل رونویسی تنظیم می شوند. نتایج سایر تحقیقات نشان دهنده این واقعیت است که g10h از طریق مسیر متفاوتی نسبت به سایر ژن ها تنظیم می شود. با توجه به نتایج تحقیقات قبلی و این آزمایش به نظر می رسد که ژن g10h، ژن مهمی در پاسخ به اتیلن باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که بیان ژن های t16h، dat و avlbs تحت تأثیر اتیلن قرار می گیرند.