点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破
首页> 地方频道> 地方频道-深圳> 要闻 > 正文

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

来源:读创网2024-01-27 13:56

  深圳商报·读创客户端记者 张宇婷 张妍 通讯员 马昕怡

  作为世界著名植物抗癌天然产物药物,紫杉醇广泛应用于乳腺癌、卵巢癌等多种癌症临床治疗,过去只能依靠珍稀濒危裸子植物红豆杉提取。中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)(下称“基因组所”)与国内外多家单位合作,鉴定得到紫杉醇生物合成途径的关键缺失酶,揭示了植物细胞催化氧杂环丁烷结构形成的全新机制,建立了迄今为止最短的紫杉醇生物合成途径,为今后不依赖红豆杉生物合成紫杉醇提供科学指导。

  1月26日,相关研究成果发表在世界顶尖学术期刊《科学(Science)》上。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  据介绍,紫杉醇是全球销量第一的植物抗癌药物,而且随着癌症防治需求的日益增加,预期紫杉醇的市场规模在2030年以后将达到近千亿人民币规模。

  自从1971年鉴定化学结构以来,紫杉醇已发展成为同青蒿素齐名的、教科书级别的经典植物天然产物的代表。

  基因组所闫建斌研究员表示,天然紫杉醇仅能从珍稀濒危裸子植物红豆杉中提取,产量稀缺且来源单一。红豆杉生长速度缓慢,极为稀少,素有“植物大熊猫”之称。不仅如此,紫杉醇在红豆杉植物中的含量极低,数千棵红豆杉中仅能提取出1公斤左右的紫杉醇,而一个治疗1个卵巢癌患者至少需要几十克紫杉醇。

  半个世纪以来,紫杉醇生物合成途径依然未被完全解析,成为科学界一直关注的难点。

  如何不依赖红豆杉,实现紫杉醇的生物合成?各国科学家一直在寻找一种可以替代天然提取紫杉醇的合成方法。然而,由于紫杉醇生物合成途径高度复杂,半个世纪以来,该通路依然未被完全解析,成为世界级难题。

  据了解,这次重大突破始于首张南方红豆杉基因组蓝图。为了解开这一难题,基因组所闫建斌研究员领衔于2021年率先绘制国际首张染色体级别的南方红豆杉高质量参考基因组图谱,鉴定出红豆杉独有的紫杉醇生物合成相关基因家族,并揭示了紫杉醇合成相关基因的全基因组定位与茉莉素介导的协同表达调控规律,鉴定了首个紫杉醇生物合成基因簇,为紫杉醇生物合成途径的解析提供了基因组学蓝图和关键候选基因。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究综合利用基因组学、代谢组学、生物化学、分子生物学、化学生物学、合成生物学等技术手段,对多个紫杉醇生物合成关键候选基因进行筛选,成功发现了紫杉烷氧杂环丁烷合酶和紫杉烷碳9位氧化酶,并进一步解析了植物中氧杂环丁烷结构形成的催化机制,改变了环氧化物是生成氧杂环丁烷的先决条件的传统认知。在此基础上,科研人员通过人工异源合成途径构建策略,利用植物底盘实现了合成路线的人工重构,成功在植物底盘中以9个关键合成酶生成了紫杉醇工业化生产前体巴卡亭Ⅲ。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究不仅发现最具挑战的未知酶,鉴定紫杉烷氧杂环丁烷合成酶;更颠覆传统认知,阐明植物含氧四元环结构的生物合成新机制。同时,标志着我国在紫杉醇合成生物学理论和技术上站在了世界领先地位,相关研究成果已申请或获得多项专利,为中国紫杉醇绿色制造产业化铺平了道路。

深圳科学家领衔破解世界级难题!紫杉醇生物合成领域取得重要突破

  该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、广东省、北京市、深圳市及大鹏新区等项目的支持。

  据了解,基因组所位于深圳市大鹏新区,作为农业科技创新发展的高地,大鹏新区始终坚持高质量发展,聚焦农业科技。截至目前,已有6家科研院所在新区落户,其中农业领域科研院所就占了50%;新区还推动重大平台建设,充分发挥深圳国际生物谷、国际食品谷“双谷”驱动发展引擎作用;最新出台的“1+2+4”产业政策及新区人才政策中,加大了对生物育种、农作物新品种以及相关人才的奖励;同时,成立农科院基因组所推进工作专班,统筹协调解决基因组所在发展过程中遇到的困难和问题。

  接下来,大鹏新区将进一步聚焦重大科技基础设施建设,加速科技创新主体集聚,加强高质量农业科技成果转化,推动高水平农业科技自立自强,为农业科技创新发展贡献大鹏力量。

[ 责编:杨煜 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 宁夏:社火欢腾闹新春

  • 青海原子城里的“开学第一课”

独家策划

推荐阅读
太空探索技术公司下属企业xAI为该项目另一竞争方,尽管其创始人埃隆·马斯克长期表示反对开发“杀人的新工具”。
2026-03-02 13:02
国家能源局发布的数据显示:截至2025年底,我国可再生能源总装机达到23.4亿千瓦。
2026-03-02 09:57
多国正将AI、物联网与大数据融入现有空气监测体系,追踪大气变化,预警污染风险,为人类在数字时代的每一次呼吸保驾护航。
2026-03-02 09:56
北部湾海域油田无人机系统运营项目正式落地,这是我国海上油田首次实现无人机规模化作业,为海洋能源开发与低空经济融合提供了实践范例。
2026-03-02 09:55
很多人都有过这样的疑问:AI离真正成为“人”,到底还有多远?研究人员表示:有突破,但仍有难以逾越的鸿沟,短期内无法实现“类人完整智能”。
2026-03-02 09:55
人工智能不再只会“死记硬背”了——我国科研团队最新研发出一种新型神经网络,让AI能像人类一样,从看到、听到的信息里自己提炼概念、理解含义,还能互相交流。
2026-03-02 09:53
国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。
2026-02-28 17:21
人们常说“眼见为实”,但如果今天再问一个问题:照片还能算现实的记录吗?答案或许已经不像过去那么简单。
2026-02-28 10:27
国家能源局27日发布的数据显示,目前,全国已有84个绿电直连项目完成审批,新能源总装机规模3259万千瓦。
2026-02-28 10:25
“具身天工3.0”刚刚发布——首届机器人半马赛事冠军正在加紧训练,成绩有望大幅提升;朱雀三号重复使用火箭蓄势待发,计划二季度再次挑战回收复用;小米汽车超级工厂的生产线一片繁忙,累计交付量已突破60万辆……
2026-02-28 10:23
今年以来,水利部指导督促各地抢抓河湖枯水期、施工影响小的窗口期,不断推动国家水网联网、补网、强链。
2026-02-28 10:22
几十年来,关于月球早期磁场是强是弱,科学界一直争论不休。如今,英国牛津大学科学家通过分析阿波罗任务带回的样本,发现月球曾拥有极强磁场,强度甚至一度超过地球磁场。
2026-02-28 10:19
发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……
2026-02-27 09:39
2026年伊始,从美国拉斯维加斯消费电子展(CES)到中国春晚,中国自主研发的人形机器人频频“破圈”,多家中国企业的产品和应用不仅在海外业界引发热议,更是在全球社交媒体平台和国际媒体不断“刷屏”。
2026-02-27 09:36
中国人的“果盘子”里,苹果占据着举足轻重的地位。产业端加速向“数管+机器换人”转型,直播带货、跨境电商等新业态的兴起,也让中国苹果加速走向全球。
2026-02-27 09:35
随着2022年北京冬奥会的成功举办和“带动三亿人参与冰雪运动”目标的实现,中国滑雪装备产业正迎来前所未有的发展机遇。从笨重单调到轻便智能,从依赖进口到本土品牌崛起,滑雪装备的变迁不仅折射出中国冰雪运动的普及,更勾勒出一个新兴消费市场的崛起轨迹。
2026-02-27 09:32
记者从西北大学获悉,该校生命科学学院灵长类行为与进化发育研究团队的研究,揭示了亚洲叶猴物种表型的演化之谜。
2026-02-27 09:30
中国科学院近代物理研究所核结构研究团队与合作者通过高精度实验,明确了一种钼同位素释放其储存能量的关键机制,在原子核能量可控释放研究领域取得重要进展。
2026-02-26 09:46
电感器如同现代电子设备的“心脏”,让电流有序流动、设备稳定工作。
2026-02-26 09:35
“AI保姆”“智能教育助手”等产品,正以前所未有的速度和深度涌入未成年人的世界。不少家长感叹,这位无所不能、无时不在的“数字家教”成了解放自己的好帮手。
2026-02-26 13:44
加载更多