在辅酶Q10方面,想到的第一件事与心脏健康及其抗氧化作用密切相关。那么,如果辅助Q10在植物中得到改善,它将带来什么意义?
2月14日,中国科学院的Chenshan科学研究中心(以下称为“中心”)Chen Xiaoya团队以及中国科学院遗传学和发展生物学研究所的Gao Caixia团队,中国科学院学院,在《国际权威杂志》中合作,cell》发表了一篇科学研究论文,标题为“基于进化史的Coq10作物的设计”在线。
这项研究系统地分析了陆生植物中辅酶Q的进化轨迹和关键酶的自然突变,分析了控制植物辅酶Q的侧链长度的分子机制,并使用指导的编辑技术来改变COQ1的5氨基酸的COQ1氨基酸水稻基因组中的酶,并创建辅酶Q10的新水稻种质也在合成新的水稻种质的合成方面取得了重要进展。
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辅酶Q10到底对人类和植物有什么?
作为线粒体呼吸链的电子转运蛋白,辅酶Q10也是一种脂溶性抗氧化剂。由不同物种合成的辅酶Q的侧链的长度不同。人体合成了辅酶Q10本身,而水稻和一些蔬菜和水果等谷物主要合成辅酶Q9。创建辅酶Q10作物并增加植物食品中辅酶Q10的含量是一种具有成本效益且环保营养强化的新方法。
“现在市场上有一些辅酶Q10产品,但是由于辅酶Q10不是一个特别容易吸收的分子,因此应该更好地通过大米等食物获得它,而不是药丸。” Chen Xiaoya告诉First Financial Daily。
为什么由不同物种合成的侧链的长度不同,其分子机制始终是未知的。得益于上海钦山植物园的丰富植物资源,研究小组收集了来自67个家庭的134种植物物种的样品,包括苔藓,菠萝,蕨类植物,体育馆和被子植物。检测到辅酶Q在各种物种中的类型和系统分布特征,发现辅酶Q10是被子植物的祖先特征。大多数植物仍然合成辅酶Q10,而诸如poaceae,asteraceae和cucurbitae等植物主要合成辅酶Q9。
Chen Xiaoya介绍了这一点,为了准确地改变作物特征并创造高营养品质,我们必须首先准确地锚定特征形成的关键因素。与1000多个陆生植物中辅酶Q侧链合成酶的氨基酸序列的进化分析和机器学习结合在一起,研究团队最终确定了确定链长度的五个氨基酸位点。通过精确的编辑,创建了主要合成辅酶Q10的大米。其叶子和谷物中的辅酶Q10占辅酶Q10的75%,谷物中的辅酶Q10占5μg/g,对水稻产量没有影响。
他说,基因编辑已成为一种有效且安全的先进作物改善技术。编辑的植物不含外源基因,并且在遗传上稳定,并且近年来发展迅速。 Q10大米的成功发展将大大丰富辅酶Q10的食物来源,并为大数据和AI辅助育种提供了一个例子。 “目前,正在积极促进Q10水稻种植工作。”研究团队介绍了。
值得注意的是,这项成就的首位作者是来自多个单位的年轻才华,即Xu Jingjing,是上海Chenshan Botanical Garden botanical Garden的副研究员Lei Yuan,遗传发展研究所的博士生,Zhang Xiaofan Xiaofan Xiaofan Xiaofan Xiaofan Xiaofan博士上海北北大学和分子植物卓越中心。 Chenshan科学研究中心的副研究员Li Jianxu,Chenshan科学研究中心的院士Chen Xiaoya和遗传发展研究所的研究员Gao Caixia是共同的作者。
“我希望Chenshan的人才团队能够更大,并且机制更加灵活。对于像Xu Jingjing这样的人才,她如何更放松地工作并在这次取得成果后在将来取得更多结果?”山植物园执行董事兼分子植物卓越中心Chenshan科学研究中心的副主任上海陈阳。
Chen Xiaoya的团队,受访者提供的照片
党委员会副秘书兼中心副主任张·尤(Zhang Yu)介绍,分子植物卓越中心占年轻人才的比例很高,他正在考虑一些研究方法来扩大年轻人的成长道路。 “通过研究所与地方政府之间的合作,它在独立培养和引入人才中发挥了重要作用。使用平台成长。”