基因工程改造植物生產抗癌物質



基因工程改造植物生產抗癌物質


  這是合成生物學的另一個勝利成果。研究員在9月10日報道他們已經創造出一種普通的實驗室植物,為一種有效的化療藥物生產原始材料,原來是從一種瀕危的喜馬拉雅植物中提取。這項新工作能確保這種抗癌藥物的供應,讓科學家較容易地改進合成物,得到更加安全和有效的醫藥。

  縱觀歷史,人們因為藥物而依賴植物,甚至現代的制藥者一半是從植物中獲得新藥。但當植物生長緩慢以及瀕危滅絕時,就很難辦了,就像鬼臼草一樣。這個短小、多葉植物是鬼臼毒素的原始來源,鬼臼毒素是一種細胞毒化合物,是依托泊苷這種抗癌藥物的原始材料。這種藥物自1983年就己經出現在美國市場上,被用于治療幾十種不同的癌癥,從淋巴瘤到肺癌等?,F在,鬼臼毒素主要是從美國更普通的鬼臼果中提取。但是這種植物也是生長緩慢的植物,只能產生少量的化合物。

  鬼臼果大量生產鬼臼毒素以抵抗潛在的病癥。為了做到這點,這些植物采用按部就班的方法合成它們的化學防御。但是因為這種化合物的合成路線還沒有研究出來,沒有人精確地知道哪些基因參與到分子的聚合中。研究員知道的是鬼臼毒素不是一直就在植物里。加利福尼亞帕洛阿爾托斯坦福大學的化學工程師Elizabeth Sattely(這個研究的領導人)表示,“只有當葉子受損、分子合成后才會出現?!?

  Sattely和其研究生Warren Lau解釋稱鬼臼毒素構成的蛋白質只有在葉子受損后才會產生。所以他們在健康的鬼臼果葉子上制造小孔,查看受損組織周圍受傷前后出現的是哪種蛋白質。他們發現了31種,根據可能性功能進行劃分。

  然后他們通過對4種等級成分正確的化學反應的了解,因鬼臼毒素中的酶縮小了可能的候選成分。它們經常把每種酶的基因拼合成細菌,因感染本生煙而出名,是一種快速生長的煙草,植物生物學家的“實驗室小白鼠”。這種細菌容易感染煙草,將其基因插入到植物組織中。Sattely 和 Lau為酶(他們認為可能會產生他們想要的化合物)插入了無數個基因組合。正如在《科學雜志》網報道的一樣,最后產生了10種酶的組合,使這個植物產生了被稱為(-)-4’–desmethyl-epipodophyllotoxin的分子,是依托泊苷的前身和一種有效的抗癌物質。

  美國諾威奇的植物研究中心約翰英納斯中心的生物化學家莎拉•奧科諾表示:“這是一項偉大的工程?!弊詈?,這項新工作可能會成為醫藥公司抗癌藥物的一個穩定、充足的供應源,還有可能產生相似的、效果更好的化合物。




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