La transcriptómica y los análisis fisiológicos revelan cambios en la producción de paclitaxel y en las propiedades fisiológicas en células en suspensión en respuesta a elicitores
Autores: Zhao, Zirui; Zhang, Yajing; Li, Wenlong; Tang, Yuanhu; Wang, Shujie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La transcriptómica y los análisis fisiológicos revelan cambios en la producción de paclitaxel y en las propiedades fisiológicas en células en suspensión en respuesta a elicitores
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Transcriptómica
Producción de paclitaxel
Tratamientos con elicitores
Enzimas antioxidantes
Células en suspensión
Procesos metabólicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
En esta investigación, se investigaron el crecimiento celular, las reacciones fisiológicas y bioquímicas, así como la producción de paclitaxel, de células en suspensión después del tratamiento con polietileno glicol (PEG), ciclodextrina (CD) o ácido salicílico (SA) (solos o en combinación). Para revelar el mecanismo de síntesis de paclitaxel de las células en suspensión bajo tratamiento con elicitores, se compararon las transcriptómicas del grupo Control y del grupo P + C + S (PEG + CD + SA). Los resultados muestran que no hubo diferencias significativas en la biomasa celular después de 5 días de tratamientos con elicitores. Sin embargo, el contenido de peróxido de hidrógeno (HO) y malondialdehído (MDA), así como las actividades de la fenilalanina amoníaco-liasa (PAL) y la polifenol oxidasa (PPO) después de los tratamientos de combinación de elicitores disminuyeron en comparación con el tratamiento de un solo elicitor. Mientras tanto, la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasa (PO)) y los contenidos de azúcar soluble y proteína soluble aumentaron después de los tratamientos de combinación de elicitores. Además, el rendimiento de paclitaxel después del tratamiento con la combinación de los tres elicitores (P + C + S) fue 6.02 veces mayor que el del grupo Control, lo que indica que los tratamientos de combinación de elicitores tuvieron un efecto significativo en la producción de paclitaxel en el cultivo de células en suspensión. El análisis de transcriptómica reveló 13,623 genes expresados diferencialmente (DEGs) entre los grupos de tratamiento Control y P + C + S. Tanto los análisis de GO como de KEGG mostraron que los DEGs afectaron principalmente los procesos metabólicos. Se identificaron DEGs asociados con enzimas antioxidantes, enzimas de biosíntesis de paclitaxel y factores de transcripción. Se puede hipotetizar que el estrés oxidativo de las células en suspensión ocurrió con la estimulación de los elicitores, lo que llevó a una respuesta de defensa y a una regulación al alza de la expresión génica asociada con enzimas antioxidantes, enzimas de síntesis de paclitaxel y factores de transcripción de síntesis de paclitaxel; esto, en última instancia, aumentó la producción de paclitaxel.
Descripción
En esta investigación, se investigaron el crecimiento celular, las reacciones fisiológicas y bioquímicas, así como la producción de paclitaxel, de células en suspensión después del tratamiento con polietileno glicol (PEG), ciclodextrina (CD) o ácido salicílico (SA) (solos o en combinación). Para revelar el mecanismo de síntesis de paclitaxel de las células en suspensión bajo tratamiento con elicitores, se compararon las transcriptómicas del grupo Control y del grupo P + C + S (PEG + CD + SA). Los resultados muestran que no hubo diferencias significativas en la biomasa celular después de 5 días de tratamientos con elicitores. Sin embargo, el contenido de peróxido de hidrógeno (HO) y malondialdehído (MDA), así como las actividades de la fenilalanina amoníaco-liasa (PAL) y la polifenol oxidasa (PPO) después de los tratamientos de combinación de elicitores disminuyeron en comparación con el tratamiento de un solo elicitor. Mientras tanto, la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasa (PO)) y los contenidos de azúcar soluble y proteína soluble aumentaron después de los tratamientos de combinación de elicitores. Además, el rendimiento de paclitaxel después del tratamiento con la combinación de los tres elicitores (P + C + S) fue 6.02 veces mayor que el del grupo Control, lo que indica que los tratamientos de combinación de elicitores tuvieron un efecto significativo en la producción de paclitaxel en el cultivo de células en suspensión. El análisis de transcriptómica reveló 13,623 genes expresados diferencialmente (DEGs) entre los grupos de tratamiento Control y P + C + S. Tanto los análisis de GO como de KEGG mostraron que los DEGs afectaron principalmente los procesos metabólicos. Se identificaron DEGs asociados con enzimas antioxidantes, enzimas de biosíntesis de paclitaxel y factores de transcripción. Se puede hipotetizar que el estrés oxidativo de las células en suspensión ocurrió con la estimulación de los elicitores, lo que llevó a una respuesta de defensa y a una regulación al alza de la expresión génica asociada con enzimas antioxidantes, enzimas de síntesis de paclitaxel y factores de transcripción de síntesis de paclitaxel; esto, en última instancia, aumentó la producción de paclitaxel.