تاثير نانوذرات اكسيد تيتانيوم بر بيان ژن هاي درگير در توليد متابوليت هاي ثانويه گياه دارويي پريوش (Catharanthus roseus)

مقدمه و هدف: گياه دارويي پريوش با نام علمي Catharanthus roseus، منبع مهم آلكالوئيدهاي ضدسرطان و ضدفشار خون است. به ‏دليل قيمت بالاي اين متابوليت ها و محتوي اندك آنها در گياه پريوش، تكنيك هاي كشت بافت براي افزايش توليد آنها پيشنهاد شده اند. بنابراين، اين مطالعه با هدف ارزيابي تاثير نانوذرات اكسيد تيتانيوم (TiO2) بر بيان ژن هاي كليدي مسير بيوسنتز تركيبات فعال مهم دارويي در گياه پريوش انجام شد. مواد و روش ها: از محيط موراشيك و اسكوگ (MS) به ‏عنوان محيط پايه دركنار دو تنظيم كننده رشد 2,4-D (mg/L 1) و BAP (mg/L 0/5) براي كشت برگ، القاء كالوس و توليد سوسپانسيون سلولي استفاده شد.كشت سوسپانسيون پريوش در پيك رشد سلولي با غلظت هاي 0، 50 و 100 ميلي گرم در ليتر نانوذرات TiO2 تيمار شد. در ادامه، 24، 48 و 72 ساعت بعد از تيمار، بيان ژن هاي STR، SGD، DAT و PRX با تكنيك Real-Time PCR سنجش شد. از آزمون تترازوليوم نيز جهت سنجش زنده ماني سلولي استفاده شد.نتايج: هرچند تفاوت معني داري مابين درصد زنده ماني بعد از تيمار 50 و 100 ميلي گرم در ليتر نانوذرات TiO2 وجود نداشت، با اين حال، گذشت زمان (از 24 و 48 ساعت به 72 ساعت) باعث كاهش زنده ماني سلولي شد. كاربرد غلظت بالاتر نانوذره TiO2 (از 50 به 100 ميلي گرم در ليتر) باعث افزايش بيشتر بيان ژن هاي كليدي مسير بيوسنتز ايندول آلكالوئيدهاي پريوش شد. اين افزايش تا 48 ساعت بعد از تيمار ادامه يافت اما بعد از آن كاهش يافت. بيشترين بيان ژن هاي STR، SGD، DAT و PRX به‎ترتيب با 290، 186، 193 و 287 درصد افزايش در 48 ساعت بعد از تيمار 100 ميلي گرم در ليتر نانوذره TiO2 (به‌عنوان موثرترين تيمار با بيشترين درصد زنده ماني سلولي) بدست آمدند. نتيجه گيري: در مواجه با نانوذرات TiO2، به‌عنوان يك اليسيتور و عامل تنش زا، ابتدا بيان ژن هاي درگير در بيوسنتز ايندول آلكالوئيدها القاء مي شود تا دفاع در برابر عامل تنش زا حاصل شود و بعد از گذشت زمان و كاهش علائم تنش زا (نانوذره)، متعاقبا بيان ژن هاي فوق كاهش مي يابد. دركل، غلظت 100 ميلي گرم در ليتر TiO2 و برداشت متابوليت ها در 48 ساعت بعد از تيمار را مي توان به عنوان محرك اميدبخش افزايش محتوي ايندول آلكالوئيدها معرفي كرد. با توجه به نتايج، پيشنهاد مي شود كه مكانيزم دقيق درگير در اين افزايش متابوليت مورد بررسي بيشتر قرار گيرد.