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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(chǎng)上就能買到這種神奇大米,。國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了一項(xiàng)來(lái)自中國(guó)科學(xué)家的研究成果:他們只改動(dòng)了水稻輔酶Q基因上的十幾個(gè)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(kāi)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(guó)科學(xué)院院士陳曉亞提出疑問(wèn):這種差異僅在輔酶Q的一條側(cè)鏈的長(zhǎng)短,,為何會(huì)這樣?中國(guó)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(kāi)這個(gè)科學(xué)問(wèn)題帶來(lái)了契機(jī),。通過(guò)檢測(cè)苔蘚,、石松、蕨類等67個(gè)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(kāi)始嘗試精確錨定性狀形成的關(guān)鍵基因位點(diǎn)。經(jīng)過(guò)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(gè)氨基酸位點(diǎn),,總共只需改動(dòng)十幾個(gè)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(guó)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),。

使用江南地區(qū)廣泛種植的水稻品種“秀水134”進(jìn)行創(chuàng)制,現(xiàn)已取得可喜進(jìn)展,。這一新品種中每克稻米的輔酶Q10含量達(dá)5微克,,接近肉類水平,未來(lái)還有提升空間,。如果該種質(zhì)得到大面積推廣,,人們通過(guò)吃飯就能補(bǔ)充一定量的輔酶Q10。由于輔酶Q10化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,,蒸煮過(guò)程中不易被破壞,,可通過(guò)飲食較好被人體吸收。

研究組已在嘗試讓小麥,、生菜等更多作物和蔬菜“改道”合成輔酶Q10,。這項(xiàng)成果對(duì)陸生植物進(jìn)化過(guò)程的細(xì)致分析,為培育能產(chǎn)出一種廣受歡迎的抗氧化劑補(bǔ)充劑的作物指明了方向,。在上海辰山植物園執(zhí)行園長(zhǎng)胡永紅看來(lái),,科研將是國(guó)家植物園要承擔(dān)的重要功能之一。與辰山植物園建設(shè)同步,,辰山科學(xué)研究中心創(chuàng)建于2005年,,為吸引人才,中國(guó)科學(xué)院給了上海辰山植物園20個(gè)創(chuàng)新編制,。如今,,在《細(xì)胞》雜志發(fā)表重要成果后,許晶晶的下一步發(fā)展將是獨(dú)立建研究組,。中國(guó)科學(xué)院分子植物卓越創(chuàng)新中心黨委書記張余表示,,中心已在考慮為優(yōu)秀青年人才拓寬成長(zhǎng)路徑。

(責(zé)任編輯:張佳鑫 0764)
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