Ricercatori giapponesi hanno generato un assemblaggio genomico di alta qualità della perilla rossa (Perilla frutescens), una pianta diffusa soprattutto in Asia e comunemente nota in Giappone come Aka-Shiso e in Gran Bretagna e negli Stati Uniti come Beefsteak Plant. L’assemblaggio del genoma di alta qualità consentirà agli scienziati di sfruttare l’abbondanza di sostanze chimiche bioattive potenzialmente utili della pianta, tra cui il su olio essenziale, la perillaldeide, e l’acido rosmarinico. Si ritiene che alcune delle sostanze chimiche bioattive di P. frutescens abbiano proprietà medicinali. L’acido rosmarinico è già ampiamente utilizzato come integratore, con indicazioni che includono proprietà antinfiammatorie, antidepressive, antimicotiche e antibatteriche, per citarne alcune. La perillaldeide ha mostrato un potenziale simile ed esistono alcune prove mediche a sostegno, nonostante il mercato degli integratori fitochimici sia ancora per lo più non regolamentato.
Il team di ricerca, guidato da Hidemasa Bono, professore presso la Graduate School of Integrated Science for Life dell’Università di Hiroshima, ha recentemente pubblicato i propri risultati. I risultati del team di ricerca sono stati pubblicati su DNA Research. I ricercatori hanno scelto P. frutescens, un membro della famiglia delle Lamiaceae, perché è ampiamente riconosciuto come una pianta erboristica importante per la sua gamma insolitamente ampia di sostanze fitochimiche bioattive. “L’editing del genoma della perilla rossa è uno dei modi promettenti per utilizzare questa pianta in modo più efficace”, ha detto Bono. “Per farlo, sono necessarie sequenze del genoma di alta qualità delle specie target”.
Ingegnerizzare le piante
Sono stati utilizzati strumenti di editing del genoma, come CRISPR-Cas9, per ingegnerizzare i percorsi biosintetici nelle piante che permettessero alle piante di produrre composti desiderabili nella produzione di farmaci nuovi e già esistenti. Gli autori dello studio hanno citato un altro recente esempio di editing genico mirato, il frutto del pomodoro, che può essere reclutato in questo modo per produrre GABA (acido γ-aminobutirrico). I ricercatori hanno utilizzato Hoko-3, un ceppo specifico di P. frutescens. I dati presentati in questo studio dimostrano che Hoko-3 è altamente simile geneticamente da pianta a pianta, in parte perché è una coltura autofecondante, il che la rende ideale come candidato per l’editing genico mirato. Il materiale genetico è stato prelevato da giovani foglie cresciute idroponicamente utilizzando il kit Genomic-tip. Hanno sequenziato il DNA usando più volte il sequenziatore Sequel IIe di PacBio,generando una sequenza contigua ad altissima risoluzione.
“Abbiamo ottenuto un assemblaggio del genoma altamente congruo, sequenziando 72.983 su 76.825 geni codificanti per proteine”, ha dichiarato il primo autore Keita Tamura. Ora che i ricercatori dispongono di un assemblaggio del genoma di alta qualità di Hoko-3, possono procedere con i prossimi passi per sbloccare il potenziale unico della pianta. “L’assemblaggio del genoma e le annotazioni funzionali ottenute in questo studio saranno utilizzate per estrarre i geni target per l’editing del genoma della perilla rossa”, ha detto Tamura. “Potrebbe essere possibile migliorare l’accumulo di preziose sostanze fitochimiche all’interno della pianta”.
