基因改造水稻可用於生產人類血液蛋白 基因改造水稻可用於生產人類血液蛋白

基因改造水稻可用於生產人類血液蛋白

基因改造水稻可用於生產人類血液蛋白

你不可能從蘿蔔裡榨出血,但或許可以從米中提取血液——至少是血液蛋白。中國研究人員報告稱,基因改造糙米種子可以生產出成本低廉且易於儲存的人血清白蛋白。

人類血清白蛋白(HSA)對治療多種疾病至關重要,包括嚴重燒傷、肝硬化和出血性休克,也是藥物和疫苗試驗的關鍵成分。但其主要來源是捐獻的人血漿,因此在全球範圍內供應短缺——尤其是在中國,四年前價格飆升後,甚至出現了假白蛋白出售的報道。為了研發人工合成的HSA,先前的研究人員曾嘗試從馬鈴薯、菸葉和基因轉殖小鼠乳汁中萃取人類血蛋白。但據中國武漢大學楊賀和楊代昌領導的研究團隊稱,穀物提取HSA效率更高。

研究人員在《美國國家科學院院刊》上寫道,水稻可以長期儲存,易於種植和養護,特別擅長從其他生物體中累積 DNA。

為了培育基因改造水稻,研究團隊利用農桿菌將重組人血清白蛋白(HSA)啟動子導入糙米植株。 (點擊這裡閱讀我們之前關於植物基因改造原理的報導。)最終,他們獲得了25株基因改造植株,其中9株能夠進行繁殖。研究人員檢測了這些植株的種子,確認了水稻HSA的存在,並將其命名為水稻重組人血清白蛋白(Oryza sativa recombinant HSA,簡稱OsrHSA)。與普通水稻相比,基因改造種子幾乎是透明的,如下圖所示。

隨後,研究團隊找到了純化蛋白質的方法,每2.2磅米可萃取約2.75克蛋白質。他們進行了多項檢測,以確定基因改造蛋白質的分子量和胺基酸序列,確保其結構與血漿來源的人類血清白蛋白(HSA)相同。之後,他們用患有肝病的實驗鼠測試了這種蛋白質,結果證實基因改造蛋白質能夠改善它們的肝功能。

研究人員指出,HSA的臨床應用需要相當大的劑量,因此生產足夠的OsrHSA需要種植大量的基因改造水稻。這引發了一些環境安全問題,但研究團隊指出,水稻主要是一種自花授粉作物,初步測試表明,透過授粉轉移的轉基因基因非常少(不到1%)。但這顯然還需要進一步研究。

「我們的研究結果表明,水稻種子生物反應器可以生產出經濟高效的重組人血清白蛋白,這種重組人血清白蛋白安全可靠,有助於滿足全球日益增長的人血清白蛋白需求,」作者說。

PNAS

[ PNAS via AFP]