保护环境又救人命！中国科学家用最短时间，合成抗癌明星关键分子！癌症是一种由异常细胞生长、分裂和侵袭正常组织所导致的疾病。癌症是全球第二大死因，每年有近2000万人被诊断出患有癌症，近1000万人死于癌症。
癌症是一种可怕的疾病，它是由正常细胞发生基因突变后，失去正常的生长和分化控制，不断增殖和侵袭的过程。 癌症的发生和发展受到多种因素的影响，包括遗传、环境、生活习惯、免疫系统等。
癌细胞是由正常细胞发生基因突变或染色体异常而产生的。这些变化会影响细胞的生长、分化和凋亡的调控，使细胞失去正常的功能和限制，形成肿瘤。癌细胞还可以通过血液或淋巴系统扩散到其他部位，形成转移。
抗癌分子是一类能够抑制或杀死癌细胞的化合物。抗癌分子可以通过不同的机制发挥作用，例如阻断癌细胞的信号传导、代谢或血管生成，干扰癌细胞的DNA复制或修复，诱导癌细胞的凋亡或自噬，或者激活免疫系统对癌细胞的攻击。抗癌分子可以是天然的或人工的，可以是小分子或大分子，可以是单一的或双特异性的。
打破欧美垄断中国科学家在抗癌分子的研究和开发方面取得了一系列的成就和突破。其中最引人注目的是，中国科学家在2024年1月26日，率先实现了“明星抗癌药”紫杉醇的生物合成。
紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物，它的作用机制是通过干扰细胞分裂时微管的正常功能，从而抑制癌细胞的增殖和诱导细胞凋亡。 紫杉醇在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗。
紫杉醇是从红豆杉的树皮中分离提取的，由于其含量很低，需要消耗大量的红豆杉树木，导致这种珍贵的植物资源极度匮乏。 因此，人们通过化学合成、半合成和生物合成等方法来扩大紫杉醇的来源。 然而，紫杉醇的分子结构非常复杂，有11个立体中心和一个17碳的四环骨架结构，因此对紫杉醇分子的全合成和半合成引起了世界上许多有机合成小组的兴趣和挑战。
最短时间合成
然而，紫杉醇的天然来源稀缺且受到欧美技术垄断，导致其价格昂贵且供应不足。中国科学家通过发现紫杉醇生物合成途径中的两个缺失的关键酶，并在植物底盘中以9个关键合成酶生成了紫杉醇工业化生产前体巴卡亭III，打通了紫杉醇生物合成途径，为我国紫杉醇绿色制造产业化铺平了道路。
这一研究不仅对指导红豆杉遗传育种和种质资源的高效利用具有重要意义，更能够为我国的紫杉醇合成底盘改造提供数据和专利保障，为我国的紫杉醇绿色制造产业化铺平道路。这一研究被国际同行誉为在天然化合物生物合成途径解析以及人工底盘通路重构方面的教科书式的突破，也生动代表着我国一批中青年科学家，在合成生物学领域探索奋斗近二十年所达到的里程碑式新高度。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所的领衔团队，在国际顶级学术期刊《科学》上发表了一篇论文，报道了他们在紫杉醇生物合成方面的重大突破。
他们利用基因组学、代谢组学、生物化学等技术手段，成功发现了紫杉醇生物合成途径中的两个缺失的关键酶，揭示了紫杉醇中关键结构分子——紫杉烷氧杂环丁烷的形成机制，打通了紫杉醇生物合成途径。
他们还利用合成生物学的方法，将这两个酶与其他七个酶一起在植物底盘中重构，成功合成了紫杉醇的前体分子——巴卡亭III。这是迄今为止最短的紫杉醇生物合成途径，为今后不依赖红豆杉生物合成紫杉醇提供了科学指导。
保护环境 保护红豆杉这项研究不仅对指导红豆杉遗传育种和种质资源的高效利用具有重要意义，更能够为我国的紫杉醇合成底盘改造提供数据和专利保障，为我国的紫杉醇绿色制造产业化铺平道路。
这项研究的意义是巨大的，它不仅为抗癌药物的研发和生产提供了新的思路和方法，也为保护环境和生物多样性做出了贡献。 红豆杉是一种古老的植物，它的树皮中含有许多有益的化合物，但由于过度采伐，导致其资源极度稀缺，甚至濒临灭绝。 如果能够通过生物合成的方式，不依赖于红豆杉的提取，就可以减少对红豆杉的需求，从而保护这种珍贵的植物资源。
此外，这项研究也为人类健康和福祉做出了贡献。 紫杉醇是一种有效的抗癌药物，但由于其来源有限，价格昂贵，很多患者无法负担。 如果能够通过生物合成的方式，大量生产紫杉醇，就可以降低其成本，提高其可及性，从而让更多的癌症患者受益。
相互比较
与其他国家相比，中国在紫杉醇合成方面的技术已经处于世界领先的水平。 事实上，中国是紫杉醇的最大生产国和消费国，也是紫杉醇的原产地。 中国科学家在紫杉醇的研究和开发方面，始终走在世界前列，不断创新和突破。
紫杉醇合成不仅是一项科学的探索，也是一项人道的使命。 它关乎着癌症患者的生命和希望，关乎着环境的保护和可持续发展，关乎着人类的健康和福祉。 中国科学家在这一领域的突破，为全球的抗癌事业做出了重要的贡献，也为中国的科技实力和国际影响力增添了光彩。
本文总结
我们应该为中国科学家的成就感到自豪和骄傲，也应该为他们的精神和品质感到敬佩和学习。 我们期待着他们在紫杉醇合成方面的更多进展和创新，也期待着他们在其他领域的更多贡献和成果。 我们相信，中国科学家将继续用他们的智慧和勇气，为保护环境又救人命，为建设人类命运共同体，做出更大的贡献！
