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

  • 第十七届夏季达沃斯论坛在辽宁大连举行

  • 第四届链博会:人工智能赋能千行百业

独家策划

推荐阅读
瑞士巴塞尔大学科学家研制出一款多功能纳米递药机器人,由推进模块和有效载荷模块构成,两种模块可重复使用,并能够自行组装。
2026-06-24 09:58
从“双链贯通”升级为“四链融合”,折射出中国推动科技创新与产业创新深度融合的有力步伐。
2026-06-24 09:48
该成果通过改善帕金森患者最难治疗的行走障碍,开启了个性化神经调控新篇章。
2026-06-24 09:47
国家卫生健康委23日印发《营养指导员服务技术指南(试行)》,针对营养指导员提出营养监测与调查、膳食营养状况评价、营养咨询与指导、营养配餐、营养科普教育等五方面工作的技术能力要求。
2026-06-24 09:46
国家粮食和物资储备局23日发布的最新数据显示,随着夏粮陆续收获上市,旺季收购正逐步展开。
2026-06-24 09:44
瑞典哥德堡大学和查尔姆斯理工大学研究团队在人工智能(AI)应用方面取得新成果,教会一款名为SmartTrap的AI系统使用光学镊子,从而让光镊实现了全自动运行。光镊是一种利用高度聚焦的激光束来操控微小物体的技术,其操作对象包括单个DNA分子、活细胞以及其他直径远小于发丝的微观粒子。
2026-06-23 09:40
“十五五”规划纲要提出,建立健全数据产权、流通利用、收益分配、安全治理等数据要素基础制度。
2026-06-23 09:38
上午9时,随着小浪底水利枢纽3个闸门徐徐升起,巨大水流喷涌而出,在空中形成层叠奔涌的排浪,轰鸣着冲向水面——2026年度黄河调水调沙正式启动。
2026-06-23 09:35
2026年,发布《高端科学仪器创新发展行动计划》,推进“AI+”赋能仪器创新,鼓励建设全自动“黑灯”实验室等前沿科研新范式……灵心巧手(北京)科技有限公司联合创始人左家平举起一款灵巧手向记者介绍:“我们最轻的灵巧手只有370克,但它能提起50公斤重物。
2026-06-23 09:34
中国散裂中子源科学中心与港澳8所高校合作共建大湾区首台同步辐射光源,所有谱仪面向港澳全面开放,港澳用户完成实验课题超过100项,产出系列重要成果。据了解,2025年,“深圳-香港-广州”创新集群首次跃居全球创新指数第一,“澳门-珠海”集群连续两年入围全球百强,国际科技创新中心地位进一步凸显。
2026-06-23 09:30
准确来说,“原位纳米晶限域”是一种让晶体在生长过程中“长得好又长不大”的精细调控技术。科学家在材料结晶前,预先混入一种可聚合配体,它在晶体刚冒头时原位形成一张分子级的“网”,网眼便是晶体生长的唯一空间。
2026-06-23 09:29
这就是“管中窥豹”的困境,也是当前AI辅助荧光成像面临的核心难题。团队的解决思路颇具巧思:提出了一种全新的通用型荧光成像复原网络LargePNet。
2026-06-22 09:45
6月20日,中技船舶首批9艘新能源船舶集中试航仪式在广西南宁港举行。9艘船舶包含无人驾驶智慧船、商用作业船、民用休闲船,适配执法巡逻、景区观光等各类场景,助力内河航运绿色转型。新华社发
2026-06-22 09:44
法国“科技万岁”科技创新展6月20日在巴黎闭幕。法国“科技万岁”科技创新展创立于2016年,是科技创新和初创企业的重要展示平台。图为一名男子在“科技万岁”科技创新展上体验VR设备。新华社发
2026-06-22 09:44
英国《新科学家》周刊网站在近日的报道中指出,科学家正奋力探索多条有望恢复听力的道路,新一代治疗技术正在集中爆发。对于重度或极重度听力损失者,人工耳蜗植入也能极大改善他们的生活质量。
2026-06-22 09:44
在全球产业链、供应链面临复杂性和不确定性的背景下,第四届中国国际供应链促进博览会(以下简称“链博会”)如期而至。本届链博会首次设立人工智能专区以及升级的“数智科技链”,让联合国贸易和发展会议资深经济学家梁国勇高度期待。
2026-06-22 09:44
历时8年、由全球多个机构38位科学家共同完成的一项国际研究发现,线粒体并非通过简单扩散为细胞核提供能量,而是铺设“专线”供能,即通过一种此前未知的直接物理连接将能量分子定向输送至细胞核。
2026-06-18 10:33
近日,2026年上海国际养老、辅具及康复医疗博览会落幕。本次展会直观印证,人工智能既是夯实基础养老保障的务实抓手,更是释放银发经济增长潜力的核心引擎。
2026-06-18 10:32
奇索姆不会中文,叶子不会英文,但这并没有妨碍两人在短短几分钟内就交上了朋友,她们的“秘密武器”正是人工智能(AI)。
2026-06-18 10:29
高精度感知技术如何打破实验室的“围墙”,深度融入我们的日常生活?答案,就藏在量子科技与芯片工程的交汇点——让量子“住”进芯片。
2026-06-18 10:28
加载更多