數(shù)據(jù)顯示，全世界每年因農(nóng)作物病蟲害所導(dǎo)致的產(chǎn)量損失高達(dá)40%，經(jīng)濟(jì)損失超過2200億美元。傳統(tǒng)殺蟲劑固然有效，但帶來的副作用也日益凸顯，如環(huán)境污染、殺死有益生物，以及害蟲抗藥性增強(qiáng)等。那么，是否能找到一種綠色、無污染且能夠精準(zhǔn)打擊病蟲害的“綠色農(nóng)藥”呢？
靶向農(nóng)藥應(yīng)運(yùn)而生。所謂靶向，就是以害蟲為靶，針對害蟲獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征而量身打造的一種農(nóng)藥，不僅專一性強(qiáng)，而且安全高效、無污染。
創(chuàng)制綠色農(nóng)藥的關(guān)鍵，在于找到人畜安全的綠色農(nóng)藥分子靶標(biāo)。2024年12月24日，《細(xì)胞（Cell）》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）楊青教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。他們的研究揭示了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì)和外排農(nóng)藥的分子機(jī)制，并獲得了能夠抑制轉(zhuǎn)運(yùn)功能的小分子抑制劑LMNG。
簡單來說，研究解析了害蟲的“外部防御”和“解毒”機(jī)制，并找到了能直接用于合成綠色農(nóng)藥的有效成分。
“農(nóng)藥分子必須與病蟲害體內(nèi)的生物大分子，也就是所謂的分子靶標(biāo)相結(jié)合，才能產(chǎn)生藥效。而這個(gè)靶標(biāo)需要滿足兩個(gè)條件：首先，它必須是人畜和植物所沒有的；其次，它必須具有成藥性，可以成為靶標(biāo)藥物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?！睏钋嘟榻B。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有多個(gè)特點(diǎn)。第一，它能夠轉(zhuǎn)運(yùn)神經(jīng)酰胺這種物質(zhì)到昆蟲的表皮上，使昆蟲具有保濕抗菌的作用。第二，它還與昆蟲的排毒過程有關(guān)，能夠排掉一些對昆蟲有害的分子，如農(nóng)藥分子等，從而起到排毒防御的作用。第三，ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在昆蟲的生長發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用，是昆蟲對農(nóng)藥產(chǎn)生耐藥性的一個(gè)關(guān)鍵蛋白質(zhì)。
“而且ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是一種僅存在于昆蟲中的蛋白質(zhì)，因此，它可以作為一個(gè)安全的農(nóng)藥設(shè)計(jì)靶標(biāo)?！睏钋啾硎?，挖掘一個(gè)分子靶標(biāo)并不是一件容易的事情，而解析其三維結(jié)構(gòu)更是難上加難，包括獲取膜蛋白以及確定其與底物的結(jié)合方式等都需要經(jīng)過大量的分析和研究。
通過深入研究，科研團(tuán)隊(duì)解析了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與脂質(zhì)分子和殺蟲劑分子的獨(dú)特互作機(jī)制，首次揭示了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸脂質(zhì)和農(nóng)藥的完整過程，并通過篩選獲得了能抑制ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)功能的小分子LMNG。
該項(xiàng)研究將極大地推動(dòng)并提升農(nóng)藥分子靶標(biāo)導(dǎo)向的ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究開發(fā)和應(yīng)用，為針對開發(fā)新機(jī)制分子靶標(biāo)、有效解決抗藥性問題開辟了全新的思路。
