科学家首次发现蛹虫草能够“配套”合成虫草素
冬虫夏草的名声现如今是如雷贯耳，但虫草并不等于冬虫夏草。虫草种类多样，到底哪些才是具有抗癌、抗菌等生物活性的“天然宝贝”，大自然又是如何“生产”这些有效成分的？经过多年探索，中科院上海植物生理生态研究所王成树研究组最新发现，一直被认为是虫草中有效抗癌成分的虫草素在冬虫夏草中并不存在，而存在于蛹虫草等“近亲”中。
研究人员不仅完整解析了虫草素在蛹虫草中的生物合成机理，而且首次发现蛹虫草能够“配套”合成虫草素分子的“保护者”——抗癌药物喷司他丁，还探明了冬虫夏草等其他类虫草菌其实并不能合成虫草素和喷司他丁。10月19日晚，国际著名学术杂志《细胞化学生物学》在线发表了这一最新研究成果。据悉，王成树研究员本月还刚刚获得“亚洲杰出真菌学家奖”。
据专家介绍，自然界中能够感染杀虫的广义虫草菌达1000多种，这些真菌在昆虫种群的自然调控中发挥着重要的作用。其中以冬虫夏草、蛹虫草和蝉花等不同虫草菌感染昆虫后形成的菌虫复合体——虫草具有悠久的食药用历史，具有抗癌、提高免疫、抗菌及抗疲劳等多种生物活性，但相关的活性成分多不清楚。腺苷类系物虫草素最早于1950年在蛹虫草中被发现鉴定，具有抗菌、抗虫及抗癌等生物活性，但合成机理未知，导致学界及企业界争论不休，认为冬虫夏草等不同虫草菌具有合成虫草素的能力。事实真的如此吗？
蛹虫草又名“北虫草”等，也是公众较熟悉的一类虫草菌。王成树研究组几年前已完成了包括蛹虫草在内的18种广义虫草菌的基因组研究，在其基础上，通过生物信息分析及基因功能研究，这次完整地解析了虫草素在蛹虫草中生物合成的分子机理，并且收获了“意外的惊喜”。
研究人员发现，蛹虫草在合成虫草素的过程中，还会“配套”合成另一个“宝贝”——喷司他丁。喷司他丁最早是于1974年在细菌中被鉴定发现的，后证明为腺苷脱氨酶的强抑制剂，1991年获美国食品与药品监督管理局（FDA）批准，成为抗毛细胞白血病的商业药物。直到此次，科学家们才发现了喷司他丁的另一个身份——虫草素的“天然保护者”，其先天使命便是保护所合成虫草素的结构稳定性。这两种腺苷类分子由同一基因簇共同合成，在功能上扮演着 “保护者”与“被保护者”的角色关系。如此，蛹虫草的抗癌活性也有了第一个分子依据。
结合色谱验证分析，该研究组从基因和化合物水平证明：冬虫夏草和蝉花等其他种类的虫草菌不能合成虫草素，也不能合成喷司他丁。除蛹虫草外，实验还发现九洲虫草和构巢曲霉能合成虫草素和喷司他丁。
人们推崇了这么多年的冬虫夏草，到底含有多少健康有效成分？“我们不能据此得出冬虫夏草完全没用的结论。虽然可以确定的是，冬虫夏草不能合成虫草素和喷司他丁，但不同虫草具有合成多种活性成分的潜力，只是具体产物现在仍不清楚。”王成树研究员坦言。
实验证明，不同培养条件下的产量明显不同：蛹虫草只有在蚕蛹上生长而非液体发酵培养时，才会合成高水平的虫草素和喷司他丁。王成树表示，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。
值得重视的是，虫草素含量过高，会引起细胞毒性，此时真菌会启动解毒机制，将虫草素脱氨，降解成不具活性的3-脱氧肌苷。这一发现提示人们，也不宜摄入过量虫草素，虫草素不是多多益善。
本文来源于：中国科学报
欢迎关注中科紫鑫人事招聘相关信息：http://www.ngscn.com/index.php/Job/employ
