■何嬙
種植農(nóng)作物比培育哺乳動物細胞要簡單得多，廉價得多，哺乳動物細胞可能包含有人類病原體，必須維持在精確的溫度下，供給特殊的營養(yǎng)物。但培育哺乳動物是當前生成一些復(fù)雜的蛋白質(zhì)的唯一途徑。
例如，罕見的溶酶體貯積病粘多糖累積病I型就是采用酶替代療法治療。這種酶必須在細胞內(nèi)生成，而高生產(chǎn)成本意味著每年該藥要花費幾十萬美元。因此加拿大西蒙弗雷澤大學的植物生物學家Allison Kermode決定開發(fā)一種途徑在玉米中來生產(chǎn)必要的酶。
當諸如酶這樣的人類蛋白質(zhì)在植物細胞中表達時，它們通常被修飾上植物特異性的糖分子，當將其注入患者體內(nèi)時這有可能導(dǎo)致危險的免疫反應(yīng)。
在發(fā)表于最新《自然通訊》（Nature Communications）雜志上的一篇論文中，Kermode和她的同事們描述了他們?nèi)绾伪苊膺@些修飾的過程。
研究小組稍稍調(diào)整了蛋白質(zhì)生成基因，并沒有改變?nèi)祟惖鞍椎男蛄?，但卻確保了一旦生成，蛋白質(zhì)將不會通過細胞的高爾基復(fù)合體，有問題的糖類通常在這一結(jié)構(gòu)中被添加?；蚬こ逃衩?a href="http://www.rongk.cn/sell" target="_blank">種子生成了帶有轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愋问降奶穷愋揎椀牡鞍踪|(zhì)。
紐約Boyce Thompson植物科學研究所的生物學家Richard Pattison稱贊這種方法“非常的巧妙”。大多數(shù)解決這一糖問題的嘗試需要使蛋白質(zhì)突變，這有可能破壞其功能，或是遺傳工程操作植物以不同的方式修飾蛋白，這是一種費時的方法且往往不起作用。
還有其他的一些植物系統(tǒng)也用于生產(chǎn)治療蛋白。今年5月，美國食品和藥物管理局（FDA）批準用于治療溶酶體貯積病高雪氏?。℅aucher Disease）的新藥Elelyso （taliglucerase alfa）就是在培育的胡蘿卜細胞中生成。還有一些在浮萍、紅花和煙草中生成的藥物進展到了臨床試驗階段。然而采用這些系統(tǒng)來生成帶有某些糖模式的蛋白仍然是困難或是不可能的。
就控制蛋白質(zhì)修飾而言，Kermode的定位技術(shù)“顯著地改善了生物制藥的生產(chǎn)”，維也納自然資源與生命科學大學分子生物學家Herta Steinkellner說。
而且將轉(zhuǎn)基因蛋白包裝到玉米仁中具有特別的優(yōu)勢。谷類農(nóng)作物可采用已建立的方法種植，種子適合長期蛋白貯存。然而Kermode說轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)該種植在受控制的溫室內(nèi)以防止它們進入到環(huán)境中。
Kermode說玉米藥物進入市場還有很長的路要走。從轉(zhuǎn)基因種子中純化的酶是具有功能的，但它們還沒有在細胞中開展檢測，更不要說人類。研究小組還需要確保種子能以更高的產(chǎn)量來生成蛋白質(zhì)。如果一切順利，玉米有可能在某一天成為生成復(fù)雜蛋白質(zhì)藥物的最佳方式。
《中國科學報》 (2012-10-09 B2 生物)
