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转基因植物对抗疟疾

2019-01-02 09:12:03 • 来源：

科学家已经发现了一种基因，可以使青蒿中青蒿素的产量增加一倍。基于青蒿素的联合疗法(ACT)是世界卫生组织(WHO)批准的世界疟疾的标准治疗方法。该论文发表在植物杂志中，代表了减少青蒿素生产成本的重要一步。自古以来，人类就用植物来治疗疾病。一个例子是青蒿(Artemisia annua)植物，在传统中医中使用了2000多年来治疗间歇性发烧。如今，青蒿素分子 - 在这种植物的微毛(毛状体)中合成的活性成分 - 是全世界疟疾治疗的主要成分。事实上，中国科学家Youyou Tu在2015年被授予诺贝尔医学奖，以发现青蒿素及其在治疗疟疾方面的应用。

转基因植物对抗疟疾

无论青蒿素对寄生虫引起的疟疾和其他疾病的有效性如何，尽管其具有抗肿瘤潜力，但其使用面临一个问题：植物产生的低含量和其化学合成的高成本导致稀缺且昂贵的药物。

现在，由农业基因组学研究中心(CRAG)和Sequentia Biotech SL研究人员领导的国际研究小组已经能够通过基因工程获得产生两倍青蒿素的青蒿植物。这项工作今天发表在“植物杂志”上，鉴定参与植物毛状体形成和萜烯合成的基因，例如青蒿素。“我们发现AaMYB1基因具有双重功能：它促进叶片中的毛状体形成和毛状体内的青蒿素合成”，CRAG的ICREA研究员，该文章的高级作者Soraya Pelaz解释道。“通过操纵这个基因，我们成功地种植了比其野生型对应物含有更多青蒿素的植物，”她补充道。注意到该疾病导致的90%的疟疾病例和92%的死亡发生在撒哈拉以南非洲，这一发现可能是降低这种必需药物生产成本的重要一步。

该厂作为工厂

这项研究是知识转移的完美范例。Luis Matias-Hernandez是这项讨论工作的第一作者，他开始研究模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中毛状体的形成，当时他是Soraya Pelaz领导的CRAG小组的博士后研究员。获得的洞察力使他认为毛癣的形成可以在具有工业应用的植物中进行操作。在过去的两年里，由于Torres Quevedo合同，Luis Matias-Hernandez一直在指导一系列研究，旨在获得在分离出的Sequentia Biotech中生产大量青蒿素的蒿属植物，并与之保持合作。岩。

“Sequentia Biotech的主要目标之一是以相同的质量生产青蒿素，但成本更低。我们的目标是降低药物的价格，以便将来所有人都能获得”，Luis Matias强调 - 埃尔南德斯。“我们希望使用Artemisia作为抗疟药的天然低成本工厂，我们正在测试不同的策略来做到这一点，”研究人员补充说。

超越青蒿素

与瑞典林奈大学研究员Peter E Brodelius合作，科学家们能够在蒿属毛癣中表达的基因阵列中鉴定出基因AaMYB1 。在CRAG，研究人员设计了过量表达该基因的转基因植物，发现它们比非转基因植物积累了更多剂量的青蒿素。

但调查进一步发展。为了证实AaMYB1基因在植物毛状体形成中的作用，研究人员在模式植物拟南芥中寻找了相似的基因，并发现了基因AtMYB61。当该基因在模型植物中过表达时，它还在其叶子上产生更高量的毛状体，这表明这些基因在进化上遥远的物种中形成毛状体中起关键作用。Soraya Pelaz解释说“除了它在蒿中的作用外，这种基因的鉴定也可用于其毛状体产生感兴趣物质的其他植物”。Luis Matias-Hernandez补充说“有很多植物在毛状体中产生感兴趣的物质。例如，薄荷醇和百里酚是分别在薄荷和百里香的毛状体中产生的萜烯。

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