每日經濟新聞 2025-02-14 15:06:31
2月14日，中國科學家在國際權威期刊《細胞》上發表重要科研成果。由中國科學院分子植物科學卓越創新中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊合作，成功利用基因編輯技術創制全球首個合成輔酶Q10的水稻新種質。輔酶Q10與人體健康，尤其是心臟健康息息相關。
每經編輯｜杜宇
據新華社2月14日消息，輔酶Q10，被譽為“人體的發電機”，能驅動人體細胞產生能量，被收錄于《中華人民共和國藥典》中，同時也是一種應用廣泛的膳食補充劑。我國科學家通過基因編輯技術，成功創制全球首個合成輔酶Q10的水稻新種質。
圖片來源：每日經濟新聞 劉國梅 攝
2月14日，國際權威期刊《細胞》發表了相關科研論文。這項研究由中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊等合作完成。
輔酶Q10是線粒體呼吸鏈的電子傳遞體，是脂溶性抗氧化劑，也是人體“發電機”的關鍵元件。成年人體內輔酶Q10含量自20歲開始逐漸降低。
據央視新聞，輔酶Q10與人體健康，尤其是心臟健康息息相關，它是線粒體呼吸鏈的電子傳遞體，也是脂溶性抗氧化劑。創制輔酶Q10作物，提高植物食品中輔酶Q10的含量，是一種性價比高且環境友好的營養強化新方法，意義重大。在這項研究工作中，科研人員采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品。檢測各物種輔酶Q類型及系統分布特征，發現輔酶Q10是被子植物的祖先性狀，多數植物仍然合成輔酶Q10。
據陳曉亞介紹，不同生物中的輔酶Q類型不同。人體自身可以合成輔酶Q10，但20歲以后合成數量大幅下降。而水稻等谷物以及一些蔬菜、水果，則主要合成輔酶Q9。兩者區別在于輔酶Q側鏈長度不同。
利用上海辰山植物園豐富的植物資源，研究團隊采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品，系統分析了輔酶Q在陸生植物中的演化軌跡、以及關鍵酶自然變異，成功解析了植物輔酶Q側鏈長度控制的分子機制。
結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。再通過精準的基因編輯，創制了主要合成輔酶Q10的水稻。實際種植表明，水稻的生長和產量均未受影響。
據科技日報，長期以來，不同物種合成的輔酶Q側鏈長度為何不同，其分子機制一直不明。得益于上海辰山植物園豐富的植物資源，該團隊采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品。研究團隊檢測各物種輔酶Q類型及系統分布特征，發現輔酶Q10是被子植物的祖先性狀，多數植物仍然合成輔酶Q10，而禾本科、菊科和葫蘆科植物等主要合成輔酶Q9。
要精準改造農作物性狀，創造高營養品質，首先要精確錨定性狀形成的關鍵因子。“2018年，陳院士跟我討論‘只要找到這個氨基酸位點，就能得到富含輔酶Q10的水稻’，但是找到關鍵位點并非易事。”論文第一作者、上海辰山植物園副研究員許晶晶說，“直到近幾年，我們從進化的角度去思考，成功揭示了其關鍵規律，并利用人工智能和大數據分析等技術，很快鎖定了用于水稻基因編輯的關鍵位點。”
結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，科研團隊最終確定了能決定鏈長的5個氨基酸位點。通過精準編輯，創制了主要合成輔酶Q10的水稻，其葉片和籽粒中輔酶Q10占總輔酶Q的75%，每克籽粒中輔酶Q10達5微克，且對水稻產量沒有影響。Q10水稻的研制成功，將大大豐富輔酶Q10的食物來源，也為大數據和AI輔助育種提供了范例。
業內專家認為，輔酶Q10水稻的研制成功，將大大豐富輔酶Q10的食物來源，對今后將水稻培育成高營養作物意義重大。
每日經濟新聞綜合新華社、央視新聞、科技日報
封面圖片來源：每日經濟新聞 劉國梅 攝
如需轉載請與《每日經濟新聞》報社聯系。
未經《每日經濟新聞》報社授權，嚴禁轉載或鏡像，違者必究。
讀者熱線：4008890008
特別提醒：如果我們使用了您的圖片，請作者與本站聯系索取稿酬。如您不希望作品出現在本站，可聯系我們要求撤下您的作品。
歡迎關注每日經濟新聞APP
