点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破
首页> 地方频道> 地方频道-深圳> 要闻 > 正文

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

来源:读创网2024-01-27 13:56

  深圳商报·读创客户端记者 张宇婷 张妍 通讯员 马昕怡

  作为世界著名植物抗癌天然产物药物,紫杉醇广泛应用于乳腺癌、卵巢癌等多种癌症临床治疗,过去只能依靠珍稀濒危裸子植物红豆杉提取。中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)(下称“基因组所”)与国内外多家单位合作,鉴定得到紫杉醇生物合成途径的关键缺失酶,揭示了植物细胞催化氧杂环丁烷结构形成的全新机制,建立了迄今为止最短的紫杉醇生物合成途径,为今后不依赖红豆杉生物合成紫杉醇提供科学指导。

  1月26日,相关研究成果发表在世界顶尖学术期刊《科学(Science)》上。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  据介绍,紫杉醇是全球销量第一的植物抗癌药物,而且随着癌症防治需求的日益增加,预期紫杉醇的市场规模在2030年以后将达到近千亿人民币规模。

  自从1971年鉴定化学结构以来,紫杉醇已发展成为同青蒿素齐名的、教科书级别的经典植物天然产物的代表。

  基因组所闫建斌研究员表示,天然紫杉醇仅能从珍稀濒危裸子植物红豆杉中提取,产量稀缺且来源单一。红豆杉生长速度缓慢,极为稀少,素有“植物大熊猫”之称。不仅如此,紫杉醇在红豆杉植物中的含量极低,数千棵红豆杉中仅能提取出1公斤左右的紫杉醇,而一个治疗1个卵巢癌患者至少需要几十克紫杉醇。

  半个世纪以来,紫杉醇生物合成途径依然未被完全解析,成为科学界一直关注的难点。

  如何不依赖红豆杉,实现紫杉醇的生物合成?各国科学家一直在寻找一种可以替代天然提取紫杉醇的合成方法。然而,由于紫杉醇生物合成途径高度复杂,半个世纪以来,该通路依然未被完全解析,成为世界级难题。

  据了解,这次重大突破始于首张南方红豆杉基因组蓝图。为了解开这一难题,基因组所闫建斌研究员领衔于2021年率先绘制国际首张染色体级别的南方红豆杉高质量参考基因组图谱,鉴定出红豆杉独有的紫杉醇生物合成相关基因家族,并揭示了紫杉醇合成相关基因的全基因组定位与茉莉素介导的协同表达调控规律,鉴定了首个紫杉醇生物合成基因簇,为紫杉醇生物合成途径的解析提供了基因组学蓝图和关键候选基因。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究综合利用基因组学、代谢组学、生物化学、分子生物学、化学生物学、合成生物学等技术手段,对多个紫杉醇生物合成关键候选基因进行筛选,成功发现了紫杉烷氧杂环丁烷合酶和紫杉烷碳9位氧化酶,并进一步解析了植物中氧杂环丁烷结构形成的催化机制,改变了环氧化物是生成氧杂环丁烷的先决条件的传统认知。在此基础上,科研人员通过人工异源合成途径构建策略,利用植物底盘实现了合成路线的人工重构,成功在植物底盘中以9个关键合成酶生成了紫杉醇工业化生产前体巴卡亭Ⅲ。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究不仅发现最具挑战的未知酶,鉴定紫杉烷氧杂环丁烷合成酶;更颠覆传统认知,阐明植物含氧四元环结构的生物合成新机制。同时,标志着我国在紫杉醇合成生物学理论和技术上站在了世界领先地位,相关研究成果已申请或获得多项专利,为中国紫杉醇绿色制造产业化铺平了道路。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、广东省、北京市、深圳市及大鹏新区等项目的支持。

  据了解,基因组所位于深圳市大鹏新区,作为农业科技创新发展的高地,大鹏新区始终坚持高质量发展,聚焦农业科技。截至目前,已有6家科研院所在新区落户,其中农业领域科研院所就占了50%;新区还推动重大平台建设,充分发挥深圳国际生物谷、国际食品谷“双谷”驱动发展引擎作用;最新出台的“1+2+4”产业政策及新区人才政策中,加大了对生物育种、农作物新品种以及相关人才的奖励;同时,成立农科院基因组所推进工作专班,统筹协调解决基因组所在发展过程中遇到的困难和问题。

  接下来,大鹏新区将进一步聚焦重大科技基础设施建设,加速科技创新主体集聚,加强高质量农业科技成果转化,推动高水平农业科技自立自强,为农业科技创新发展贡献大鹏力量。

[ 责编:杨煜 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 开往春天的列车

  • 污水变资源 微藻“显神通”

独家策划

推荐阅读
国家能源局20日发布的全国电力工业统计数据显示,截至2025年2月底,全国累计发电装机容量34.0亿千瓦,同比增长14.5%。
2025-03-21 03:40
今年前两个月,我国装备制造业和高技术制造业增加值同比分别增长10.6%和9.1%,有力支撑工业经济实现稳步向新向好发展。
2025-03-21 03:40
2024年12月16日,中国在海南文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨01组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-03-21 10:12
一颗青梅、一杯酸奶、一碟陈醋、一缸酸菜……中国人的餐桌上,常能看到酸味的身影。夏季气候炎热,人体出汗较多、胃口可能变差,适量食用酸味食物可以起到开胃、收敛止汗的作用。
2025-03-21 10:11
阿卜杜拉国王科技大学的一项开创性研究首次直接观察到了DNA开始解旋的瞬间,揭示了使细胞能够准确复制其遗传物质的基本机制。
2025-03-21 10:09
根据新一期《自然》杂志发表的气候科学研究,2023/24年海洋表面温度的大幅上升虽然是异常现象,但用气候模型预测时并不全然意外。
2025-03-21 10:07
液体粉笔的研发让师生免受粉尘之扰,如今湖北应城市黄滩镇刘垸村粉笔年销售额超过1亿元,村民眼中的夕阳产业焕发新生。实践证明,深耕技术创新,用好技术赋能,不仅能提高生产效率、降低成本,还能提高产品品质和性能,打造差异化竞争优势。
2025-03-20 09:54
今年春节刚过,中国农业科学院蜜蜂研究所研究员黄家兴就跨越3000多公里,从北京来到云南沧源佤族自治县,开启新一年的追花之旅。跟着帮扶团队,蜂农李光强学到了真本事:以前有蜜就割,蜜蜂饿肚子出逃;现在留蜜补蜜,提高采蜜效率。
2025-03-20 09:53
对人性温度的感知,对多元价值的判断,对公共利益的坚守,这些人类独有的认知维度,是AI无法替代的核心价值。
2025-03-20 09:52
从燧人氏钻木取火,到墨子提出“光沿直线传播”的朴素理论,再到牛顿用棱镜分解白光揭示光谱的奥秘,光始终是科学与技术演进的见证者。进入21世纪,这场跨越千年的对话迎来了全新维度——光经济。
2025-03-20 09:49
春分,是二十四节气中的第四个节气。在国家卫生健康委19日举行的“时令节气与健康”发布会上,专家提醒,春分时节,昼夜平分,公众要注重规律起居、保证睡眠、均衡寒热饮食、适时添减衣物。
2025-03-20 09:40
近日,国内首款碳-14核电池原型机“烛龙一号”发布,这标志着中国在核能技术领域与微型核电池领域取得重要突破。
2025-03-19 10:24
世界知识产权组织近日公布2024年全球知识产权申报统计数据。中国申请量为70160件,同比增长0.9%,仍是申请量最大的来源国。
2025-03-19 10:20
先优化人员分工,过去按天计工时,改为了以量计价,鼓励村民优化流程,提高效率,用人成本降低了20%。
2025-03-19 10:19
近日,国家互联网信息办公室、工业和信息化部、公安部、国家广播电视总局联合发布《人工智能生成合成内容标识办法》,自2025年9月1日起施行。
2025-03-19 10:15
首次揭示了植物新型广谱抗病天然产物——芥酸酰胺及其抗病机制和化学防御策略,对于开发新型绿色无害农药、减少细菌病害、保证植物安全具有重要意义。
2025-03-19 10:14
包括加快人工智能(AI)大模型迭代升级、推出AI应用新产品、加快开源步伐等,进一步竞速人工智能创新发展赛道,优化人工智能落地应用体验。
2025-03-18 09:13
上海、浙江、广东、四川等地中小学也在积极开发人工智能教育资源、构建人工智能课程体系,并已取得一定成效。
2025-03-18 09:13
日前,中国科学院近代物理研究所科研人员及合作者在重离子治癌微观机理研究方面取得重要进展。
2025-03-18 01:55
日前,记者从江西官山国家级自然保护区获悉,该保护区与湖北博得生态中心科研团队在开展生物多样性调查时发现一个蜘蛛新种——官山伪遁蛛。
2025-03-18 01:55
加载更多