title: Isolation of Cells Specialized in Anticancer Alkaloid Metabolism by Fluorescence-Activated Cell Sorting.
abstract: Plant specialized metabolism often presents a complex cell-specific compartmentation essential to accomplish the biosynthesis of valuable plant natural products. Hence, the disclosure and potential manipulation of such pathways may depend on the capacity to isolate and characterize specific cell types. Catharanthus roseus is the source of several medicinal terpenoid indole alkaloids, including the low-level anticancer vinblastine and vincristine, for which the late biosynthetic steps occur in specialized mesophyll cells called idioblasts. Here, the optical, fluorescence, and alkaloid-accumulating properties of C. roseus leaf idioblasts are characterized, and a methodology for the isolation of idioblast protoplasts by fluorescence-activated cell sorting is established, taking advantage of the distinctive autofluorescence of these cells. This achievement represents a crucial step for the development of differential omic strategies leading to the identification of candidate genes putatively involved in the biosynthesis, pathway regulation, and transmembrane transport leading to the anticancer alkaloids from C. roseus.
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Inês
authors.identifier: 0000-0001-9576-5556
authors.initials: I
authors.lastname: Carqueijeiro
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Ana Luísa
authors.initials: AL
authors.lastname: Guimarães
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Sara
authors.identifier: 0000-0002-5162-6359
authors.initials: S
authors.lastname: Bettencourt
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Teresa
authors.initials: T
authors.lastname: Martínez-Cortés
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Joana G
authors.initials: JG
authors.lastname: Guedes
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Rui
authors.identifier: 0000-0002-7270-5136
authors.initials: R
authors.lastname: Gardner
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Telma
authors.initials: T
authors.lastname: Lopes
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Cláudia
authors.initials: C
authors.lastname: Andrade
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Cláudia
authors.initials: C
authors.lastname: Bispo
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Nuno Pimpão
authors.identifier: 0000-0002-8104-0957
authors.initials: NP
authors.lastname: Martins
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Paula
authors.initials: P
authors.lastname: Andrade
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Patrícia
authors.identifier: 0000-0002-0740-4396
authors.initials: P
authors.lastname: Valentão
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Inês M
authors.identifier: 0000-0003-1438-1353
authors.initials: IM
authors.lastname: Valente
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: José A
authors.initials: JA
authors.lastname: Rodrigues
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.).
authors.forename: Patrícia
authors.identifier: 0000-0001-5893-3362
authors.initials: P
authors.lastname: Duarte
authors.affiliation: CIBIO/InBIO-Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, 4485-661 Vairão, Portugal (S.B., T.M.-C., J.G.G., M.S.); Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4200-135 Porto, Portugal (I.C., A.L.G., P.D.);Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.C., M.S.);Instituto Gulbenkian de Ciência, 2780-156 Oeiras, Portugal (R.G., T.L., C.A., C.B., N.P.M.);REQUIMTE/Laboratório de Farmacognosia, Departamento de Química, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal (P.A., P.V.); andREQUIMTE/LAQV, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal (I.M.V., J.A.R.) mssottom@fc.up.pt.
authors.forename: Mariana
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authors.initials: M
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