זיהוי ובחינה של גורמים המבקרים את היצירה של מטבוליטים משניים ממשפחת השיקמאט ברימון החשובים לבריאות הצמח והאדם

מיצי רימון מכילים מגוון של מטבוליטים משניים עם יתרונות בריאותיים משמעותיים לבני אדם ולבעלי חיים. תרכובות ביו-אקטיביות אלו, הנמצאות בעיקר בקליפת הפרי, מופקות מהקליפות במהלך ייצור המיץ. רבים ממטבוליטים אלה הם תולדות של מסלול השיקימט. בצמחים הם ממלאים תפקידים רבים, כולל הגנה מפני עקות אביוטיות וביוטיות. קבוצות המטבוליטים העיקריות כוללות טאנינים ניתנים להידרוליזה (HTs), אנתוציאנינים, פלבנואידים, כמו גם ליגנין וסוברין, התורמים ליצירת דופן התא. המגוון הנרחב של תרכובות שמקורן בשיקימט בקליפת הרימון מרמז על רשת רגולטורית מורכבת הנשלטת על ידי פקטורי שעתוק (TFs). בהתחשב בזמינות המוגבלת של מולקולות המקור שהם תולדה של מסלול השיקמאט, ה- TFs ממלאים תפקיד מכריע בהכוונת השטף המטבולי לעבר מסלולים ספציפיים היוצאים מחומרי הגלם של מסלול השיקמיאט תוך הורדה של המסלולים המתחרים. ניתוח קליפות של 30 זנים שונים בעזרת LCMS הראה מתאם הפוך בין אנתוציאנים ופלבנואידים והצטברות HT. המחקר הראה שהגורם למתאם השלילי הוא פעילות האנזים שיקימאט דהידרוגינאז המבקר את היצירה של השיקימאט ושל החומצה הגלית המהווה פרקורסור ליצירת ה HTs. ניתוח ביואינפורמטי ופרופיל LC-MS של 15 זני רימונים הביא לזיהוי מספר TFs שמעורבים בבקרת שטף המסלולים השונים הנוצרים משיקימאט. בחינת הפונקציונליות שלהם במערכת hairy roots של רימון הראתה ש-TFs ספציפיים גורמים ליצירה מוגברת של מסלול אחד או שניים תוך הורדת מסלולים מתחרים אחרים. ממצאים אלו מספקים תובנות חשובות לגבי בקרת המסלולים הביוסינטטיים שמובילים ליצירת חומרים פעילים החשובים לבריאות הצמח והאדם. גנים אלו יכולים להוות סמנים מולקולריים ליצירת זני רימונים עם פרופילי תרכובות ביו-אקטיביות אופטימליות. בנוסף, גישה זו עשויה להיות ישימה לזיהוי גורמים רגולטוריים דומים בפירות אחרים העשירים באנתוציאנים וב-HT כגון פטל ואוכמניות.