靠吃米饭就能给人体补充有助于心血管健康的辅酶Q10？或许几年之后，市场上就能买到这种神奇大米。国际顶尖学术期刊《细胞》发表了一项来自中国科学家的研究成果：他们只改动了水稻辅酶Q基因上的十几个核苷酸“字母”，就使这座“植物工厂”从辅酶Q9改为“生产”辅酶Q10。目前，这种新稻种质的培育工作正在逐步推进。
这项研究还开启了一条以进化生物学指导基因编辑的新思路。辅酶Q10不仅与心脏健康息息相关，还是线粒体呼吸链的电子传递体，更是一种脂溶性抗氧化剂，有助于改善人体疲劳、降血脂、提升免疫力。不同物种合成的辅酶Q略有不同，例如人体合成的是辅酶Q10，而小鼠、水稻、拟南芥合成的是辅酶Q9，大肠杆菌则合成辅酶Q8。
多年前，中国科学院院士陈晓亚提出疑问：这种差异仅在辅酶Q的一条侧链的长短，为何会这样？中国科学院分子植物科学卓越创新中心与上海辰山植物园的合作为解开这个科学问题带来了契机。通过检测苔藓、石松、蕨类等67个科134种植物样品的辅酶Q，发现合成辅酶Q10是被子植物的祖先性状，多数植物仍然合成辅酶Q10，而禾本科（包括水稻、小麦等作物）、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9。有趣的是，水稻仍带有合成辅酶Q10的基因，只是已残缺不全。这激发了研究组让水稻重拾“祖业”的想法。
2015年，许晶晶加入陈晓亚研究组，在辰山植物园用转基因方法将番茄中的辅酶Q10含量提升了7倍。随后，团队开始尝试精确锚定性状形成的关键基因位点。经过大量实验数据并结合进化和机器学习分析，最终确定了5个氨基酸位点，总共只需改动十几个核苷酸“字母”，就能让基因指令从“合成辅酶Q9”变为“合成辅酶Q10”。在中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞的支持下，创制出了辅酶Q10水稻新种质。
使用江南地区广泛种植的水稻品种“秀水134”进行创制，现已取得可喜进展。这一新品种中每克稻米的辅酶Q10含量达5微克，接近肉类水平，未来还有提升空间。如果该种质得到大面积推广，人们通过吃饭就能补充一定量的辅酶Q10。由于辅酶Q10化学性质比较稳定，蒸煮过程中不易被破坏，可通过饮食较好被人体吸收。
研究组已在尝试让小麦、生菜等更多作物和蔬菜“改道”合成辅酶Q10。这项成果对陆生植物进化过程的细致分析，为培育能产出一种广受欢迎的抗氧化剂补充剂的作物指明了方向。在上海辰山植物园执行园长胡永红看来，科研将是国家植物园要承担的重要功能之一。与辰山植物园建设同步，辰山科学研究中心创建于2005年，为吸引人才，中国科学院给了上海辰山植物园20个创新编制。如今，在《细胞》杂志发表重要成果后，许晶晶的下一步发展将是独立建研究组。中国科学院分子植物卓越创新中心党委书记张余表示，中心已在考虑为优秀青年人才拓宽成长路径。
文章来源于网络。发布者：火星财经，转载请注明出处：https://www.sengcheng.com/article/29475.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
