輔酶Q10可從米飯中獲得水稻重拾“祖業(yè)”

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2025-02-14 19:55:16 上觀

靠吃米飯就能給人體補(bǔ)充有助于心血管健康的輔酶Q10？或許幾年之后,，市場上就能買到這種神奇大米,。國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了一項(xiàng)來自中國科學(xué)家的研究成果：他們只改動了水稻輔酶Q基因上的十幾個核苷酸“字母”，就使這座“植物工廠”從輔酶Q9改為“生產(chǎn)”輔酶Q10,。目前,，這種新稻種質(zhì)的培育工作正在逐步推進(jìn)。

這項(xiàng)研究還開啟了一條以進(jìn)化生物學(xué)指導(dǎo)基因編輯的新思路,。輔酶Q10不僅與心臟健康息息相關(guān),，還是線粒體呼吸鏈的電子傳遞體，更是一種脂溶性抗氧化劑,，有助于改善人體疲勞、降血脂,、提升免疫力,。不同物種合成的輔酶Q略有不同，例如人體合成的是輔酶Q10,，而小鼠,、水稻、擬南芥合成的是輔酶Q9,，大腸桿菌則合成輔酶Q8,。

多年前，中國科學(xué)院院士陳曉亞提出疑問：這種差異僅在輔酶Q的一條側(cè)鏈的長短,，為何會這樣,？中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心與上海辰山植物園的合作為解開這個科學(xué)問題帶來了契機(jī)。通過檢測苔蘚,、石松,、蕨類等67個科134種植物樣品的輔酶Q，發(fā)現(xiàn)合成輔酶Q10是被子植物的祖先性狀,，多數(shù)植物仍然合成輔酶Q10,，而禾本科（包括水稻、小麥等作物）,、菊科和葫蘆科植物等主要合成輔酶Q9,。有趣的是,，水稻仍帶有合成輔酶Q10的基因，只是已殘缺不全,。這激發(fā)了研究組讓水稻重拾“祖業(yè)”的想法,。

2015年，許晶晶加入陳曉亞研究組,，在辰山植物園用轉(zhuǎn)基因方法將番茄中的輔酶Q10含量提升了7倍,。隨后，團(tuán)隊(duì)開始嘗試精確錨定性狀形成的關(guān)鍵基因位點(diǎn),。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合進(jìn)化和機(jī)器學(xué)習(xí)分析,，最終確定了5個氨基酸位點(diǎn)，總共只需改動十幾個核苷酸“字母”,，就能讓基因指令從“合成輔酶Q9”變?yōu)椤昂铣奢o酶Q10”,。在中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員高彩霞的支持下，創(chuàng)制出了輔酶Q10水稻新種質(zhì),。

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