猫の誘引剤ネペタラクトンの進化的起源Catnip

CatnipまたはCatmint（Nepeta spp。）は、猫を引き付ける能力で有名なミントファミリー（Lamiaceae）の顕花植物です。この現象は、昆虫を撃退する揮発性イリドイドである化合物ネペタラクトンによって引き起こされます。イリドイドは多くのラミサイエ科に存在しますが、ネペタを含むサブファミリーであるネペトイド科の祖先で失われました。比較ゲノミクス、祖先の配列再構成、および系統発生分析を使用して、ネペタのイリドイド生合成の再発生を調査しました。これらの調査の結果は、ネペタ系統におけるイリドイド生合成の損失とその後の再進化のメカニズムを明らかにしました。ネペタラクトン生合成とその代謝遺伝子クラスターの形成につながった出来事の年表の証拠を提示します。この研究は、酵素と植物の化学的多様性の起源、喪失、再出現におけるゲノムの進化との相互作用に関する洞察を提供します。

Catnip or catmint (Nepeta spp.) is a flowering plant in the mint family (Lamiaceae) famed for its ability to attract cats. This phenomenon is caused by the compound nepetalactone, a volatile iridoid that also repels insects. Iridoids are present in many Lamiaceae species but were lost in the ancestor of the Nepetoideae, the subfamily containing Nepeta. Using comparative genomics, ancestral sequence reconstructions, and phylogenetic analyses, we probed the re-emergence of iridoid biosynthesis in Nepeta. The results of these investigations revealed mechanisms for the loss and subsequent re-evolution of iridoid biosynthesis in the Nepeta lineage. We present evidence for a chronology of events that led to the formation of nepetalactone biosynthesis and its metabolic gene cluster. This study provides insights into the interplay between enzyme and genome evolution in the origins, loss, and re-emergence of plant chemical diversity.