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CRISPR 剪輯基因令植物葉可產甘油酸酯 未來植物油產量更多更便宜

2020/12/18 — 23:34

自古以來,全球各地不同文化都有從植物中提取油份作為食材和燃料,但這些植物油往往是從果實或種子提煉,其餘的植物部份無法使用。月初刊於《自然通訊》的研究指找到方法,促進植物葉片中甘油酸酯 (triglyceride) 這種植物油主要成分的製造。新方法可讓植物油提煉商從葉大或多葉的植物提取更多油份,例如有抗旱特性的高樑除可作為主糧亦可煉油,令其糧食價值更高。

密蘇里大學生物化學系教授 Jay Thelen 的團隊,利用基因編輯工具 CRISPR 關閉了阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 一組與調節脂肪酸生產有關的基因,成功令葉子合成到脂肪酸,並最終製造到甘油酸酯;阿拉伯芥是首個基因組被完整排序的植物,是理解許多植物分子生物結構,包括花的發育和向光性等的重要工具。

Thelen 解釋,學界知道植物在有光的情況下會合成脂肪酸,今次研究發現有三種蛋白質可以抑制阿拉伯芥葉片中的脂肪酸合成過程,因此團隊使用 CRISPR 將相關的同源基因關閉,釋放葉片製造更多甘油酸酯。 這種方法將可製造更多、更便宜的植物油,亦令高粱和大豆等多葉農作物有雙重用途,減少人類對這些植物種子的依賴。團隊將在其他植物測試,了解關閉相關基因會否同樣在葉中產出更多甘油酸酯。

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Thelen 指,植物是食品、化學原料和燃料生產的原始「綠色工廠」,發現新的代謝限制並利用這些發現來幫助人類適應持續暖化的地球,鼓勵他繼續科研之路。

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來源:
Phys.org, Researcher boosts vegetable oil production in plant leaves, 17 December 2020

報告:
Ye, Y.J., Nikovics, K., To, A. & et al. (2020). Docking of acetyl-CoA carboxylase to the plastid envelope membrane attenuates fatty acid production in plants. Nat Commun 11, 6191. doi: 10.1038/s41467-020-20014-5

文/Alan Chiu

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