Single cell RNA sequencing facilitates the elucidation of the complete biosynthesis of the antidepressant hyperforin in St. John’s wort.

金丝桃苷 生物 抗抑郁药 生物合成 计算生物学 细胞 贯叶连翘 生物化学 药理学 基因 神经科学 海马体
作者
Song Wu,Ana Luísa Malaco Morotti,Jun Yang,Ertao Wang,Evangelos C. Tatsis
出处
期刊:Molecular Plant [Elsevier]
卷期号:17 (9): 1439-1457 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.molp.2024.08.003
摘要

Hyperforin is the compound responsible for the effectiveness of St. John's wort (Hypericum perforatum) as an antidepressant, but its complete biosynthesis remains unknown. Gene discovery based on co-expression analysis of bulk RNA-sequencing data or genome mining failed to discover the missing steps in hyperforin biosynthesis. Here we sequenced the 1.54 Gb tetraploid H. perforatum genome assembled into 32 chromosomes with scaffold N50 value of 42.44 Mb. By single-cell RNA-seq, we identified a type of cells, Hyper cells, wherein hyperforin biosynthesis de novo takes place in both leaves and flowers. Through pathway reconstitution in yeast and tobacco, we identify and characterize four transmembrane prenyltransferases (HpPT1-4) to resolve hyperforin biosynthesis, which localize to the plastid envelope. The hyperforin polycyclic scaffold is created by a reaction cascade involving an irregular isoprenoid coupling and a tandem cyclization. Our findings reveal how and where hyperforin is biosynthesized that enables synthetic-biology reconstitution of the complete pathway. These results deepen our comprehension of specialized metabolism at the cellular level, and we anticipate acceleration of pathway elucidation in plant metabolism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
happiness发布了新的文献求助10
刚刚
hyy发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
远方发布了新的文献求助30
2秒前
黑子舞想发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
SciGPT应助zai采纳,获得10
4秒前
4秒前
今后应助123采纳,获得10
6秒前
莫离完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
小景诺完成签到,获得积分10
6秒前
噼里啪啦完成签到,获得积分10
6秒前
虎虎虎hu发布了新的文献求助10
6秒前
暮霭沉沉应助LouieHuang采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
球闪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
Carrie完成签到,获得积分10
9秒前
大观天下发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
cvev完成签到,获得积分10
11秒前
Fancy发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
禾刀木发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Sofia完成签到 ,获得积分10
13秒前
无限代玉完成签到,获得积分10
13秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
岛err应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3153113
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2804274
关于积分的说明 7858206
捐赠科研通 2462058
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1310639
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629314
版权声明 601794