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俄将艾草基因植入菊花提取青蒿素
来源:科技日报 发布时间:2020-06-05

   俄罗斯科学院生物有机化学所研究人员提出了一种获取青蒿素的新方法。他们通过将艾草基因移植到菊花中,再从中提取对治疗疟疾起重要作用的天然抗生素——青蒿素,成功研制出俄罗斯首个国产抗疟疾药物。相关研究结果发表在近日的《植物》上。

  由于人口迁移,莫斯科州和高加索地区近期持续记录到疟疾疫源地。科学家表示,气候变暖将增加蚊虫传染病,这将加速俄罗斯疟疾的传播。但俄罗斯从未生产过青蒿素和任何其他抗疟疾的药物,治疗只能使用外国药物,而且只是从野生植物中提取,没有大规模生产。

  该研究所植物基因组表达系统和改造实验室负责人、生物学博士谢尔盖·多尔戈夫表示,大多数现代药物都含有活性介质,要么本身就是,要么是从植物中分离出来的。艾草提取物确实有效,但一年生的艾草通常生长在岩石或草原地区,而在其他气候条件下产量很少。为了满足大规模生产药物所需的原料,必须关注现代分子生物学方法。研究人员的核心思想是,将艾草的青蒿素代谢途径基因转移到另一种寄主植物上。

  研究发现,从菊花中提取青蒿素是一种很好的方法。菊花中含有很高的天然萜类化合物和一种具有广泛药用价值的天然生物活性化合物,将艾草基因移植到菊花,借助基因移植,青蒿素在叶绿体中产生,随后覆盖整个叶片。通常,青蒿素仅在艾草的毛状体中产生,也就是艾草表皮毛细胞,因此产量很低。

  研究证明,这种方法可以大大提高青蒿素产量。艾草中可药用的青蒿素含量平均不超过叶子干重的1%,这无法满足大规模临床生产。

  合作研究方、以色列耶路撒冷希伯来大学亚历山大·温斯坦教授的实验室已鉴定出4个基因:ADS、CYP71AV1、DBR2和CPR。这些基因全都编码为青蒿素合成代谢途径的酶。把它们移植到新环境并添加其他基因后,预计青蒿素产量将达到商业可行的水平。

  据悉,目前首个成功培育的转基因菊花已种植在温室中,用于下一步科学研究。通过高效液相色谱法与薄层色谱法证实存在青蒿素。


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