新的植物工程方法可以帮助填补对关键疟疾药物的需求

根据eLife杂志发表的一项研究，一种新的廉价技术可以大规模生产最有效治疗疟疾青蒿素的主要成分，有助于满足全球对这种药物的需求。青蒿素是由一种名为青蒿(青蒿)的草本植物以低产量生产的，也称为甜艾草。马克斯普朗克分子植物生理学研究所的研究人员现在已经发现了一种新的方法来生产青蒿素，青蒿素是一种高产量的青蒿素衍生物。他们的方法涉及将其代谢途径 - 从其生产中涉及的一系列生化步骤 - 从青蒿(A. annua)转移到高生物量作物烟草中。

“疟疾是一种毁灭性的热带疾病，每年导致近50万人死亡，”该组织的作者，生物技术和分子生态生理学细胞器生物学系主任Ralph Bock说。“在可预见的未来，青蒿素将成为抗击疟疾的最有力的武器，但由于从低产植物中提取，青蒿素目前过于昂贵，以至于贫穷国家的患者无法广泛使用青蒿素。烟草等产生大量叶状生物质的作物可以提供可持续且廉价的药物来源，使其更容易为最需要的人提供。“

该团队称这种方法可以产生更多的青蒿酸COSTREL(“转质体受体系的组合超转化”)。他们的过程的第一步是将青蒿酸途径的核心酶基因转移到烟草植物的叶绿体基因组中，产生所谓的转基因植物。

然后，该团队使用他们最好的转基因烟草植物系列将一组额外的基因引入其核基因组，从而产生COSTREL系。这些剩余的基因编码增加酸的合成或产生的因子，其方式仍然是未知的。“虽然在青蒿酸途径青蒿仅限于对植物的腺毛，导致青蒿素的产量低，我们COSTREL烟草品系产生在他们的叶绿体，因此全叶，”主要作者，博士后研究员宝琳娜说富恩特斯。

“我们生产了600多种工程烟草植物系列，它们含有这些额外基因的不同组合，并根据它们获得的青蒿素化合物的含量进行分析。然后我们可以确定那些产生前所未有的120毫克/千克青蒿酸的水平。他们的叶子，可以通过简单的化学反应很容易地转化为青蒿素。“

虽然如果要满足全球对青蒿素的需求，将需要进一步提高这些生产水平，该研究为高生物量作物中这种挽救生命的疗法的生产成本低得多奠定了基础，与单一药用植物相比。

它还为工程许多其他复杂途径提供了一种新工具，有可能增加其他基本治疗成分的产量。