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

  • 2026年世界互联网大会数字丝路发展论坛观察

  • 2026年亚太经合组织数字和人工智能部长会议在成都举行

独家策划

推荐阅读
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
加载更多