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

  • 探访牛河梁国家考古遗址公园

  • 山东青岛:加紧生产欧洲空调订单

独家策划

推荐阅读
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
日前,华中科技大学同济医学院基础医学院郭峥教授团队首次证明:干细胞能够通过表观遗传机制“记忆”自身的分裂次数,像精密仪器般严格遵循着“8+1”的分裂计数规律。
2026-08-03 03:15
伴随着一阵嗡鸣声,国姓岙码头,满载饵料的农业无人机腾空而起,飞向远处的大黄鱼养殖基地。“引入农业无人机后,作业效率提升3倍以上,每年每个网箱预计可节约管理成本约5000元。
2026-08-03 09:16
中国气象局总工程师潘进军表示,中国气象智能预警方案“妈祖”,正发展为面向发展中国家的共享型、可定制、可持续的国际公共产品。
2026-08-03 09:15
碳计量是实现“双碳”目标的基础性工作,是科学核算碳储量、规范碳汇交易、推动生态产品价值实现的关键支撑。
2026-08-03 09:15
提高科技创新投入效能的关键,在于改革科研经费管理和评价机制。科技创新投入效能的提高,是关乎国家创新体系整体效能的系统工程。
2026-08-03 09:14
量子科技是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。近年来,一批量子科技成果走向实践,展现出巨大的应用潜力。
2026-08-03 09:12
7月30日,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾在新闻发布会上表示,上半年,国内油气供应总体平稳有序,电力供应保障基础进一步夯实,全国发电装机容量突破40亿千瓦,规模远超世界其他主要经济体。
2026-07-31 03:20
夏日贵阳,清风送爽,“中国数谷”又要迎来一场数字经济领域的年度盛会。8月28日至30日,2026中国国际大数据产业博览会将在此举办,目前各项筹备工作已进入全面冲刺阶段。
2026-07-31 03:40
“十五五”规划纲要围绕“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”作出专篇部署,明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。
2026-07-31 03:40
“十五五”开局,第一个经济半年报发布,以高端制造、数智经济、现代服务为代表的新动能对经济增长的贡献超过40%。其中释放出鲜明信号,科技创新正加速赋能经济高质量发展。
2026-07-31 03:40
加载更多