2018年10月19日Science期刊精华,我国科学家同时发表三篇Science论文

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2018-10-31

在一项新的研究中,来自中国西安交通大学、上海海洋大学;英国约克大学、威康基金会桑格研究所;澳大利亚太阳制药私人有限公司的研究人员破译出罂粟(opiumpoppy)基因组的DNA密码,揭示出这种植物产生用于制造重要药物的药用化合物的关键步骤。

这一发现可能为科学家们提高这种药用植物的产量和抗病性铺平了道路,从而确保可靠和廉价地供应最有效的用于缓解疼痛和姑息治疗的药物。 相关研究结果于2018年8月30日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Theopiumpoppygenomeandmorphinanproduction”。

论文通信作者为西安交通大学青年科学家叶凯(KaiYe)教授和约克大学的教授。

论文第一作者为西安交通大学的郭立(LiGuo)副教授和杨晓飞(XiaofeiYang)讲师、约克大学的ThiloWinzer和YiLi,以及威康基金会桑格研究所的ZeminNing。

这些研究人员取得的突破揭示出导致咳嗽抑制剂那可丁(noscapine)以及止痛药吗啡(morphine)和可待因(codeine)产生的生物合成途径的起源。

在这项新的研究中,这些研究人员获得的分布在11条染色体上的罂粟基因组序列的高质量组装。

这使得他们能够鉴定出一个较大的由15个基因组成的基因簇,这些基因编码参与两种不同生物合成途径的酶,其中这两种生物合成途径参与了可待因和吗啡的前体物质和那可丁的产生。 植物具有重复(或者说加倍)其基因组的能力,当这种情况发生时,重复的基因就能够自由地进化出其他的功能。 这使得植物能够产生新的机制来制造多种化合物,用于抵御有害微生物和食草动物的侵袭,和吸引蜜蜂等有益物种来协助授粉。 这种罂粟基因组装配允许这些研究人员能够鉴定出聚集在一起产生STORR基因融合的祖先基因,其中这种基因融合是导致吗啡和可待因产生的生物合成途径的第一个主要步骤。 罂粟基因组在7800万年前发生一次相对较新的全基因组重复事件。 这种基因融合事件在这种全基因组重复事件之前发生。