科学家解码罂粟基因组

科学家已经确定了罂粟基因组的DNA代码，揭示了植物如何进化以生产用于制造重要药物的药物化合物的关键步骤。

这一发现可能为科学家们提高药用植物的产量和抗病性铺平道路，确保可靠和廉价地提供最有效的缓解疼痛和姑息治疗的药物。

约克大学的研究人员与英国惠康桑格研究所和国际同事共同取得的突破揭示了导致咳嗽抑制剂诺斯卡品和止痛药吗啡和可待因的生成的遗传途径的起源。

来自约克大学生物系新农产品中心的共同通讯作者Ian Graham教授说：“生物化学家几十年来一直对植物如何进化成为最丰富的化学多样性来源之一感到好奇在地球上。我们的研究使用高质量的基因组装配，破译了罂粟的发生情况。

“与此同时，这项研究将为分子植物育种工具的发展奠定基础，这些工具可用于确保可靠而廉价地供应最有效的止痛药，用于缓解疼痛和姑息治疗的社会但也是发展中国家“。

目前正在开发基于合成生物学的制备诸如诺斯卡品，可待因和吗啡的化合物的方法，其中来自植物的基因被工程化到微生物系统如酵母中以使得能够在工业发酵罐中生产。然而，罂粟仍然是这些药物化合物中最便宜和唯一的商业来源。

来自英国约克大学和惠康桑格研究所的科学家，以及来自西安交通大学和中国上海海洋大学以及Sun Pharmaceutical Industries(Australia)Pty Ltd的同事，共同创造了2.7 GigaBase基因组的高质量组装。序列分布在11条染色体上。

这使得研究人员能够识别出一大群15个基因，这些基因编码参与两种不同生物合成途径的酶，这两种生物合成途径参与了诺斯卡品和导致可待因和吗啡的化合物的生成。

植物具有复制其基因组的能力，当这种情况发生时，重复基因可以自由地进化以做其他事情。这使得植物能够开发新的机器来制造多种化学化合物，用于抵御有害微生物和食草动物的侵袭，并吸引有益物种如蜜蜂来帮助授粉。

基因组装配使研究人员能够识别共同产生STORR基因融合的祖先基因，这是导致吗啡和可待因途径的第一个主要步骤。这种融合事件发生在7,800万年前罂粟基因组中相对较新的全基因组重复事件之前。

来自西安交通大学的副校长Kai Ye教授说：“高度重复的植物基因组和过去1亿年间混合的进化事件使我们的分析变得复杂。我们利用互补的尖端基因组测序技术和复杂的数学模型和分析研究罂粟基因组进化历史的方法。

“令人感兴趣的是，由于一系列重复，改组和融合结构事件，两种生物合成途径进入相同的基因组区域，从而能够协同生产新的代谢化合物。”

来自Wellcome Trust Sanger Institute的联合第一作者Zemin Ning教授说：“结合各种测序技术是生产罂粟基因组高质量组装的关键。基因组大小与人类相似，这个项目的主要挑战是处理重复构成基因组70.9%的元素。“

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

'冰雹玛丽'机制可以拯救染色体严重受损的细胞