中国科学家在水稻中创制出带有辅酶Q10的新种质,该成果在国际权威期刊Cell上在线发表。辅酶Q10与心脏健康息息相关,是线粒体呼吸链的电子传递体,也是脂溶性抗氧化剂。科研团队通过精准编辑,创制了主要合成辅酶Q10的水稻,其叶片和籽粒中辅酶Q10含量高,且对水稻产量没有影响。这一成果将在抗衰老、药用领域具有潜力,并有望丰富辅酶Q10的食物来源。小麦研究也取得重要进展。
中国科学家通过精准编辑,成功创制出带有辅酶Q10的水稻新种质,并在国际权威期刊Cell上发表相关科研论文。
辅酶Q10是线粒体呼吸链的电子传递体,也是脂溶性抗氧化剂,与心脏健康息息相关。人体自身合成辅酶Q10的侧链由10个异戊二烯单元组成。
科研团队通过检测各种植物辅酶Q的类型及系统分布特征,结合进化分析和机器学习,确定了决定辅酶Q侧链长度的关键因子,并成功创制出主要合成辅酶Q10的水稻。
创制辅酶Q10作物是一种性价比高且环境友好的营养强化新方法。辅酶Q10水稻的研制成功将大大丰富辅酶Q10的食物来源,为大数据和AI辅助育种提供了一个范例。
科学家们表示,辅酶Q10水稻走向餐桌还需经历多个阶段,最快2-3年就能实现小规模的种植。此外,科研团队也在小麦同步开展研究,并已取得重要进展。
提起水稻,大家的第一反应就是香喷喷的白米饭。
的确,作为我国的主要粮食作物,水稻在填饱肚子上功不可没。
但你知道吗?这位“老朋友”如今又添新技能,
有望在抗衰老、药用领域大放异彩!
(图来自:视觉中国)
北京时间今天凌晨,中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队等合作在
国际权威期刊Cell
上在线发表了题为“Design of CoQ10 crops based on evolutionary history(基于植物进化的辅酶Q10性状设计)”的科研论文。
这一成果宣告,中国科学家率先创制出自带辅酶Q10的水稻新种质。
(
中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士
)
不久,不仅养胃,还能护心,又能养颜的“神奇水稻”就将走上普通百姓的餐桌。
先来认识一下
“辅酶Q10”
。
辅酶Q10分子示意图
(
图来
自:
视
觉中国
)
辅酶Q10与人体健康,尤其是心脏健康息息相关,它是线粒体呼吸链的电子传递体,也是脂溶性抗氧化剂。
不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同,人体自身合成辅酶Q10,侧链由10个异戊二烯单元(C50)组成,而水稻等谷物以及一些蔬菜和水果,主要合成辅酶Q9,侧链含有9个异戊二烯单元(C45)。
通俗点来说,辅酶Q的侧链就像条尾巴,不同的物种,这条尾巴长度不同。为什么不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同,其分子机制一直不明。
得益于上海辰山植物园丰富的植物资源,该团队采集了包括苔藓、石松、蕨类、裸子植物和被子植物在内的
共67个科134种植物样品
。检测各物种辅酶Q类型及系统分布特征,
发现辅酶Q10是被子植物的祖先性状,多数植物仍然合成辅酶Q10,而禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9
。
而要精准改造农作物性状,创造高营养品质,首先要精确锚定性状形成的关键因子。
结合对1000多种陆生植物辅酶Q侧链合成酶Coq1氨基酸序列的进化分析和机器学习,
科研团队最终确定了决定链长的5个氨基酸位点
。
通过精准编辑,创制了主要合成辅酶Q10的水稻,其叶片和籽粒中辅酶Q10占总辅酶Q的75%,籽粒中辅酶Q10达5 μg/g,且对水稻产量没有影响。
基因编辑已成为一种高效安全的先进作物改良技术,编辑的植物不含外源基因、遗传稳定,近年来在发达国家发展迅速。
创制辅酶Q10作物,提高植物食品中辅酶Q10的含量,是一种性价比高且环境友好的营养强化新方法,意义重大。
而人体内的辅酶Q10主要有三个来源:
首先,人体可以自行合成辅酶Q10,但这个过程需要至少17步化学反应,并在多种维生素和微量元素的参与下才能完成。
其次,辅酶Q10也可以通过食物摄入,但由于其在淋巴液循环系统中流动,吸收量有限。
最后,人们可以通过食物补充剂来补充辅酶Q10。富含辅酶Q10的食物主要包括:鱼类以及肉类,还有菠菜、西兰花、胡萝卜、西红柿、黄豆、橙子等蔬菜水果也含有一定量的辅酶Q10。
多年来,辅酶Q10一直是健康领域和美容界的“明星分子”。
研究发现,
辅酶Q10对心血管系统具有很好的保护作用。它能增强心脏动力,降低血脂,预防心血管疾病。此外,它还能增强人体免疫力,提高抵抗力。
在美容界,它也多次出现在聚光灯下。因为辅酶Q10具有很强的抗氧化作用,能有效清除体内自由基,延缓细胞衰老。
众所周知,水稻不是药食同源植物,但是通过营养加强以后,它就可以变成药食同源植物。此次
辅酶
Q10水稻的研制成功,将大大丰富辅酶Q10的食物来源,也为大数据和AI辅助育种提供了一个范例。
想象一下,吃一碗米饭就能收获养生和养颜双重功效,是不是很激动?
不过,科学家们也说了,辅酶Q10水稻走向餐桌,还要经历育种、栽培推广、应用等多个阶段,大家还要耐心再等等。等待
时间也不会太久,
最快2-3年,辅酶Q10水稻就能实现小规模的种植
。
陈晓亚院士团队合影
此外,
科研团队也在另一种作物——小麦同步开展研究,目前已取得重要进展
。
辅酶Q10水稻已经来了