基因工程把一种普通的植物转变成抗癌物质

这是合成生物学的另一个胜利成果。研究员在9月10日报道他们已经创造出一种普通的实验室植物，为一种有效的化疗药物生产原始材料，原来是从一种濒危的喜马拉雅植物中提取。这项新工作能确保这种抗癌药物的供应，让科学家较容易地改进合成物，得到更加安全和有效的医药。

纵观历史，人们因为药物而依赖植物，甚至现代的制药者一半是从植物中获得新药。但当植物生长缓慢以及濒危灭绝时，就很难办了，就像鬼臼草一样。这个短小、多叶植物是鬼臼毒素的原始来源，鬼臼毒素是一种细胞毒化合物，是依托泊苷这种抗癌药物的原始材料。这种药物自1983年就己经出现在美国市场上，被用于治疗几十种不同的癌症，从淋巴瘤到肺癌等。现在，鬼臼毒素主要是从美国更普通的鬼臼果中提取。但是这种植物也是生长缓慢的植物，只能产生少量的化合物。

鬼臼果大量生产鬼臼毒素以抵抗潜在的病症。为了做到这点，这些植物采用按部就班的方法合成它们的化学防御。但是因为这种化合物的合成路线还没有研究出来，没有人精确地知道哪些基因参与到分子的聚合中。研究员知道的是鬼臼毒素不是一直就在植物里。加利福尼亚帕洛阿尔托斯坦福大学的化学工程师Elizabeth Sattely（这个研究的领导人）表示，“只有当叶子受损、分子合成后才会出现。”

Sattely和其研究生Warren Lau解释称鬼臼毒素构成的蛋白质只有在叶子受损后才会产生。所以他们在健康的鬼臼果叶子上制造小孔，查看受损组织周围受伤前后出现的是哪种蛋白质。他们发现了31种，根据可能性功能进行划分。

然后他们通过对4种等级成分正确的化学反应的了解，因鬼臼毒素中的酶缩小了可能的候选成分。它们经常把每种酶的基因拼合成细菌，因感染本生烟而出名，是一种快速生长的烟草，植物生物学家的“实验室小白鼠”。这种细菌容易感染烟草，将其基因插入到植物组织中。Sattely 和 Lau为酶（他们认为可能会产生他们想要的化合物）插入了无数个基因组合。正如在《科学杂志》网报道的一样，最后产生了10种酶的组合，使这个植物产生了被称为(-)-4’–desmethyl-epipodophyllotoxin的分子，是依托泊苷的前身和一种有效的抗癌物质。

美国诺威奇的植物研究中心约翰英纳斯中心的生物化学家莎拉•奥科诺表示：“这是一项伟大的工程。”最后，这项新工作可能会成为医药公司抗癌药物的一个稳定、充足的供应源，还有可能产生相似的、效果更好的化合物。