10月26日,英國著名雜志《自然通訊》全文刊載了英國約翰英納斯中心(John Innes Centre)的科學家通過轉基因技術培育出能治病的“超級西紅柿”文章,引發強烈關注。一個這樣的“超級西紅柿”中含有相當于50瓶紅酒和5斤豆腐的有效成分,可以對抗心臟病、癌癥、糖尿病等多種疾病。
如此具有藥用價值的西紅柿,由約翰英納斯中心的張陽博士和布泰利博士領導研究,使用基因工程技術培育而出。據悉,這位張陽博士本科畢業于四川大學生物技術系,是四川樂山人。前晚,張陽在接受記者采訪時講述了這項科研背后的故事。
從上往下依次為:正常番茄、白藜蘆醇番茄、金雀異黃素番茄、花青素紫番茄。
“紅酒”加“豆腐”造出超級西紅柿
紅酒中含有白藜蘆醇,豆腐中含有金雀異黃素??茖W家們相信,紅酒和豆腐對人體的益處有很大部分來自于這兩種物質。而現在,科學家能將50瓶紅酒和5斤豆腐的健康物質同時“塞”進一個西紅柿內,這就是張陽他們培育出來的“超級西紅柿”。
在動物研究中,白藜蘆醇可延長壽命。它是一種生物性很強的天然多酚,能對抗心臟病、癌癥、糖尿病以及阿爾茨海默病等。金雀異黃素則是一種存在于豆科植物和齒狀植物中的天然異黃酮化合物,具有廣泛的抗腫瘤藥理活性,能通過多種途徑抑制腫瘤的生長和轉移;有助預防與類固醇和荷爾蒙有關的癌癥,特別是乳腺癌。同時,金雀異黃素也可以增強身體的免疫力。
為了使西紅柿生產出這兩種有藥用價值的物質,張陽和同事布泰利領導他們的團隊利用基因工程技術,將一種叫做AtMYB12的蛋白,以及可以制造白藜蘆醇和金雀異黃素的基因組一起引入西紅柿基因中。AtMYB12蛋白存在于英國花園中常見的一種草—擬南芥中。張陽說,“這種蛋白就像是個萬能的開關”,它可以激活一系列基因,促使一些無序的反應變成有序的反應,從而增加或減少某些天然化合物的生產。
超級西紅柿主要用于制藥
今年28歲的張陽,2009年從四川大學畢業后,他又前往英國約翰英納斯中心留學,攻讀博士學位。“我對生物比較感興趣,當年老師把我們對生物的興趣挖掘得很好。”張陽說。
“我不是考試型的人,也沒有覺得科研工作比其他職業更崇高。一顆平常心對待,享受自己的工作。”張陽說,川大畢業后之所以要到英國留學,是因為他想到約翰英納斯中心學習研究,“它是世界上植物生物技術方面做得最好的研究所之一,長期排名植物領域第一。”去英國沒多久,他就進入該研究中心國際植物代謝界的知名學者凱瑟·馬丁(Cathie Martin)教授的課題組學習工作了。
這次之所以選擇西紅柿來培育,張陽稱,是因為西紅柿是一種高產量的植物,而且非常容易種植。他們認為,西紅柿有助于大量制造白藜蘆醇和金雀異黃素,這比在實驗室中制造白藜蘆醇和金雀異黃素要快速得多。“這次培育沒花多長時間,前期的計劃做得很周全。”張陽稱,因為他的導師馬丁教授和合作者早在10年前就發現了At-MYB12,但當時他們并沒有意識到這個基因的重要價值。而這一次,自己通過分析過往的實驗數據推斷出這個新的功能并付諸實踐,取得了成功。
張陽說,雖然他們培育的超級西紅柿是轉基因食物,但他們的目的并非是將西紅柿作為食物供人們直接食用,而是將白藜蘆醇和金雀異黃素等有益健康的物質從超級西紅柿中提取出來,以作藥用。“目前轉基因食物還存在一定爭議,我們不能強迫公眾馬上接受一些科學事實,因此現階段我們是想把它作為生物反應器在嚴格封閉環境下大規模種植,從中提取有效成分進行藥物生產。”
明年回國,把西紅柿栽到需要它的地方
張陽透露稱,其實他在2011年最開始設計這一課題時,項目主要是考慮針對包括四川在內的中國西部地區。他說,因為很多有藥用價值的植物都難以栽種,而且生長速度緩慢,“藥用植物還存在一些問題,包括擠壓耕地資源等等”,但西紅柿卻易于種植而且產量大,“我們希望能用更少的時間和更少的資源,去最大化藥用植物的生產”。“尤其是在四川地區,西紅柿一直是一種主要農產品。”張陽稱,他們希望未來能夠在中國西部實現這一西紅柿的工業化量產,促進中國新藥的生產和產業化。
當然,同樣參與該研究的張陽的同事和導師們則認為,西紅柿在世界各地都有所種植,超級西紅柿的培育成功,將為更多地區的人們帶來益處。“這就是藥用植物和生物技術的結合,產量提高了,藥價就會降低。”他們還希望,這一技術能被用于培育其他的農作物。
談及未來,張陽稱,他即將結束自己在英國的工作合同,準備明年回國發展:把自己的技術用在最需要的地方。