自然界中所有昆蟲(chóng)的外殼都含有一種物質(zhì)——幾丁質(zhì)，若能成功找到?jīng)Q定幾丁質(zhì)合成的關(guān)鍵“竅門”，就可能研發(fā)出破壞害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的有效綠色農(nóng)藥。近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)基因組研究所楊青教授團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所龔勇研究員合作破解了這一困擾全球農(nóng)藥學(xué)界近50年的難題，首次揭示了幾丁質(zhì)生物合成的完整過(guò)程，或?qū)⒋呱慌滦途G色農(nóng)藥的研發(fā)，助力害蟲(chóng)防控和生物安全。
這一成果論文于北京時(shí)間21日晚在線發(fā)表于國(guó)際著名期刊《自然》，這也是我國(guó)農(nóng)藥領(lǐng)域在《自然》的首篇論文，具有里程碑的意義，是我國(guó)農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新能力加快提升的重要標(biāo)志。
楊青介紹，幾丁質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)的外殼、氣管和消化道等的形成和發(fā)育至關(guān)重要。若能搞清楚它的合成過(guò)程，就能研發(fā)對(duì)應(yīng)藥物，有效控制植物蟲(chóng)害的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，哺乳動(dòng)物和植物中并不包含幾丁質(zhì)，因此，以這一物質(zhì)合成為農(nóng)藥靶標(biāo)設(shè)計(jì)而成的新型農(nóng)藥，將不會(huì)影響人畜和自然環(huán)境，既安全，又綠色。
楊青團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于幾丁質(zhì)生物學(xué)研究，在幾丁質(zhì)合成、水解和修飾方面具有豐厚的積累。該團(tuán)隊(duì)歷時(shí)15年，通過(guò)冷凍電鏡、掃描電鏡、X射線衍射等前沿生物技術(shù)，解析了一種影響幾丁質(zhì)合成的關(guān)鍵物質(zhì)——幾丁質(zhì)合成酶的三維結(jié)構(gòu)，首次從原子水平上揭示了幾丁質(zhì)實(shí)現(xiàn)生物合成的重要過(guò)程，并更進(jìn)一步，探明了尼克霉素能夠抑制幾丁質(zhì)生物合成的機(jī)制。這一成果為創(chuàng)制人畜安全的綠色農(nóng)藥提供了關(guān)鍵的分子靶標(biāo)結(jié)構(gòu)信息，為農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的變革和綠色發(fā)展開(kāi)辟了新方向。
《自然》評(píng)審專家認(rèn)為，“這個(gè)工作是創(chuàng)新的，無(wú)疑具有廣泛的影響力”。中國(guó)工程院院士錢旭紅評(píng)價(jià)，該研究是全球農(nóng)藥研發(fā)近幾十年來(lái)最重要的基礎(chǔ)性進(jìn)展之一。
