上海交大研究团队破译青蒿 6 万余编码基因

图说：唐克轩指导研究生观察青蒿生长表型 新民晚报记者 孙中钦 摄（下同）

青蒿素类药物在世界抗疟运动中的作用受世人瞩目，而研究还发现，除抗疟外，青蒿素还具有抗癌、抗炎、调节免疫等药效功能。受制于化学合成方法在技术、成本等方面的影响，目前世界范围内青蒿素的来源依然主要来自植物青蒿的提取。但是，青蒿中青蒿素的含量仅为其叶片干重的 0.1%-1.0%，如何稳定地获取足够的青蒿素原料、提高青蒿素含量，是全球研究的热点问题。

记者日前获悉，上海交通大学长江学者特聘教授唐克轩博士领衔的研究团队历时 5 年多完成了的测序，这对提高青蒿素产量、研发青蒿素类新药都有积极影响，该研究成果在线发表于植物科学权威期刊《分子植物》。唐教授团队在青蒿基础研究、育种、种植、药物研发等领域均积累成果，研发培育“沪蒿 82 号”实现青蒿素含量达叶片干重 3.2%；团队仅在青蒿代谢工程育种与青蒿素新药效开发领域就拥有 63 项专利技术，近年团队在推动成果落地应用方面也作出许多努力。

图说：上海交通大学青蒿素种植基地

画出青蒿“生命图谱”

青蒿是属于菊科蒿属的一年生草本植物，和其他菊科植物一样基因组数量很大，同时它高杂合度、高重复序列，是非常复杂的基因组类型，这对测序、组装、分析等一系列工作带来了极大挑战，也因此，目前包括 23000 个物种的庞大菊科植物只有向日葵和菊花刚刚在去年完成全基因组测序，人们对青蒿等菊科植物的起源进化、物种多样性等知之甚少。这无疑也制约了青蒿的育种和药用价值开发等工作。

上海交通大学联合西南大学、国家人类基因组南方研究中心等单位发起了青蒿基因组测序研究攻关，历时 5 年多，对经团队选育的高产青蒿素品种沪蒿 1 号进行了全基因组测序、组装、注释及相关分析, 测序共产生 450 千兆的庞大数据，共组装出了约 1.74 千兆基因组总长，预测鉴定出了 63226 个编码蛋白基因。这项工作的突破，相当于为植物青蒿画出详尽的“生命图谱”，科学家可以“按图索骥”培育出更高产、抗逆的优秀品种，也将有机会清晰解密青蒿发挥药用效果的机制，进一步研发新药。

基于青蒿全基因组及转录组数据的挖掘，唐教授经过进一步深入研究，有望获得更高含量青蒿品种，“我们未来的目标是实现新品种青蒿素含量达叶片干重 5%。”唐克轩教授说。

图说：预防疟疾膳食补充剂——青蒿糖产品

“落户”非洲积极抗疟

积极响应国家“一带一路”倡议，保障青蒿素的全球供应，团队已将部分高产青蒿素的代谢工程品种在马达加斯加进行科研试种。未来几年该高产青蒿素品种将在非洲大陆这一疟疾“重灾区”“落地生根”，大幅提高青蒿素产量及有效降低青蒿种植成本，期望将目前青蒿素的市场价格降至千元以下。

借助于青蒿基因组及转录组数据平台，团队还进一步分析挖掘参与协同青蒿素发挥抗疟作用的有效成分，并参考中国古代截疟配方，研发了以青蒿提取物为基础成分的具有预防疟疾功效的膳食补充剂产品。这一产品的动物模型试验结果显示，在预防疟疾感染和减少疟疾死亡率方面有显著的功效。唐教授说，“我们还以大量在华非洲留学生为调研对象，添加非洲人民喜爱的薄荷等口味，将产品制成‘软糖’。每天服用成本不足 1 元人民币，也贴近疟疾爆发地民众的经济消费水平。”

率先研发降脂新药

屠呦呦主导的青蒿素治疗红斑狼疮的研究已进入临床二期，国际研究中也有青蒿素治疗肺结核、糖尿病等成果，青蒿素具有开发成多功能药物前景。为保持我国在青蒿素类药物研发的全球领先地位，唐克轩团队率先开展了青蒿素降血脂的新用途研究。团队经过大量实验研究发现，青蒿素类化合物与调节血脂预防心血管病的他汀类药物联用，可使他汀类药物的使用剂量降低一半同时获得更大幅度降脂效果，显著降低他汀类药物的肝毒性。唐教授透露，这项研究，有望在 5 年内开发成为针对他汀不耐受人群的降脂新药。

文章来源：序说DNASpeaking