基因工程把一種普通的植物轉(zhuǎn)變成抗癌物質(zhì)

　　這是合成生物學(xué)的另一個勝利成果。研究員在9月10日報道他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種普通的實驗室植物，為一種有效的化療藥物生產(chǎn)原始材料，原來是從一種瀕危的喜馬拉雅植物中提取。這項新工作能確保這種抗癌藥物的供應(yīng)，讓科學(xué)家較容易地改進(jìn)合成物，得到更加安全和有效的醫(yī)藥。
　　縱觀歷史，人們因為藥物而依賴植物，甚至現(xiàn)代的制藥者一半是從植物中獲得新藥。但當(dāng)植物生長緩慢以及瀕危滅絕時，就很難辦了，就像鬼臼草一樣。這個短小、多葉植物是鬼臼毒素的原始來源，鬼臼毒素是一種細(xì)胞毒化合物，是依托泊苷這種抗癌藥物的原始材料。這種藥物自1983年就己經(jīng)出現(xiàn)在美國市場上，被用于治療幾十種不同的癌癥，從淋巴瘤到肺癌等。現(xiàn)在，鬼臼毒素主要是從美國更普通的鬼臼果中提取。但是這種植物也是生長緩慢的植物，只能產(chǎn)生少量的化合物。
　　鬼臼果大量生產(chǎn)鬼臼毒素以抵抗?jié)撛诘牟“Y。為了做到這點，這些植物采用按部就班的方法合成它們的化學(xué)防御。但是因為這種化合物的合成路線還沒有研究出來，沒有人精確地知道哪些基因參與到分子的聚合中。研究員知道的是鬼臼毒素不是一直就在植物里。加利福尼亞帕洛阿爾托斯坦福大學(xué)的化學(xué)工程師Elizabeth Sattely（這個研究的領(lǐng)導(dǎo)人）表示，“只有當(dāng)葉子受損、分子合成后才會出現(xiàn)。”
　　Sattely和其研究生Warren Lau解釋稱鬼臼毒素構(gòu)成的蛋白質(zhì)只有在葉子受損后才會產(chǎn)生。所以他們在健康的鬼臼果葉子上制造小孔，查看受損組織周圍受傷前后出現(xiàn)的是哪種蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)了31種，根據(jù)可能性功能進(jìn)行劃分。
　　然后他們通過對4種等級成分正確的化學(xué)反應(yīng)的了解，因鬼臼毒素中的酶縮小了可能的候選成分。它們經(jīng)常把每種酶的基因拼合成細(xì)菌，因感染本生煙而出名，是一種快速生長的煙草，植物生物學(xué)家的“實驗室小白鼠”。這種細(xì)菌容易感染煙草，將其基因插入到植物組織中。Sattely 和 Lau為酶（他們認(rèn)為可能會產(chǎn)生他們想要的化合物）插入了無數(shù)個基因組合。正如在《科學(xué)雜志》網(wǎng)報道的一樣，最后產(chǎn)生了10種酶的組合，使這個植物產(chǎn)生了被稱為(-)-4’–desmethyl-epipodophyllotoxin的分子，是依托泊苷的前身和一種有效的抗癌物質(zhì)。
　　美國諾威奇的植物研究中心約翰英納斯中心的生物化學(xué)家莎拉•奧科諾表示：“這是一項偉大的工程。”最后，這項新工作可能會成為醫(yī)藥公司抗癌藥物的一個穩(wěn)定、充足的供應(yīng)源，還有可能產(chǎn)生相似的、效果更好的化合物。

　　高銀鋒/譯
　　原文鏈接：http://news.sciencemag.org/biology/2015/09/genetic-engineering-turns-common-plant-cancer-fighter
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