| | | 2017年10月20日 星期五
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教科卫;公告

上海科学家揭示虫草素及其伴生物合成的分子机制

虫草“抗癌组合”基因揭开面纱


    本报讯 (首席记者  许琦敏)冬虫夏草的大名真是如雷贯耳,可它真有那么神奇的滋补功效吗?未必!昨天,《细胞-生物化学》 发表了中科院上海植物生理生态研究所王成树研究员的最新发现,一直被认为虫草中有效抗癌成分的虫草素原来在冬虫夏草中并不存在,而存在于蛹虫草等“近亲”中。这次科学家还发现,蛹虫草同时还会合成虫草素的保护者———喷司他丁。虫草素和喷司他丁这对“抗癌组合”,是由4个基因组成的一个基因簇来合成的。

    虫草就是冬虫夏草?当然不是。自然界中,能够感染昆虫、蜘蛛的真菌超过1500种,冬虫夏草只是其中之一,蛹虫草、蝉花等都是它的同族近亲。

    早在上世纪50年代,德国科学家就在蛹虫草中发现了虫草素。在后续细胞等实验中,它被发现具有抗菌、抗虫及抗癌等生物活性。而从细菌中被发现的喷司他丁,则是一种抗毛细胞白血病的商业药物。但它们在虫草中如何合成,却一直是个谜,这导致学术界争论不休。王成树课题组花了七八年时间,终于从基因源头解开了这个谜团。

    从千余种虫草中挑选出冬虫夏草、蛹虫草、蝉花三种进行基因组测序,以及一系列实验,课题组收获了不少有趣的结果。

    首先,能够产生“抗癌组合”物质的基因簇,确实只在蛹虫草等中存在,冬虫夏草、蝉花并没有这簇基因。“冬虫夏草的保健作用究竟从何而来,可能还需要更多科学实验来证实。”王成树说,如果认准虫草的抗癌作用,不妨选择蛹虫草。毕竟,已经实现人工培育的蛹虫草价格相对低廉,也不会破坏环境。

    不过,蛹虫草培养方式不同,其中的虫草素和喷司他丁的含量也会有很大差别。科研人员通过对比实验发现,“喝”营养液长大的蛹虫草,虫草素和喷司他丁含量远远低于“吃”米饭、蚕蛹的。但,他们还发现,虫草素含量不能过高,如果过高,蛹虫草会启动一些生化反应,将其降解,以防中毒。“虫草素对于蛹虫草的生长,并非不可或缺,但更像一种武器,帮助蛹虫草在野外生长更好。”王成树说,“所以,尽管没有实验证明,但虫草素对人体而言,摄入量也不可过高。”

    其次,这一研究揭开了蛹虫草中抗癌成分的基因秘密,一方面可以为蛹虫草的质量标准提供新的分子指标,另一方面也可以利用基因工程,更便捷地大量获取虫草素和喷司他丁。王成树说,可以将相关基因转入大肠杆菌或酵母菌,获取虫草素的速度会快很多。因为目前培养蛹虫草的周期需要五六十天,而基因工程菌的培养很快就能够收获。

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