深圳新聞網(wǎng)2024年12月27日訊（深圳商報(bào)記者 張妍 通訊員 馬昕怡）皮膚，是人類(lèi)抵御外界的第一道屏障。對(duì)昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，表皮也是如此，表皮可以防止昆蟲(chóng)體內(nèi)水分蒸發(fā)并防止病原體入侵、減少外源物質(zhì)和毒素滲透，從而保證昆蟲(chóng)對(duì)各類(lèi)嚴(yán)苛自然環(huán)境具有強(qiáng)大適應(yīng)能力。

中國(guó)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）（以下簡(jiǎn)稱“基因組所”）楊青教授團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)體內(nèi)的一類(lèi)特殊蛋白——ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，這類(lèi)蛋白能將昆蟲(chóng)體內(nèi)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到表皮，參與表皮脂質(zhì)屏障的構(gòu)建。不僅如此，這類(lèi)蛋白還與昆蟲(chóng)的抗藥性直接相關(guān)。該團(tuán)隊(duì)的研究解析了害蟲(chóng)的“保濕”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。這一成果于12月25日凌晨，在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《細(xì)胞（Cell）》上。

研究發(fā)現(xiàn)，ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白存在于所有昆蟲(chóng)中，但不存在于人類(lèi)、脊椎動(dòng)物和植物中，因此，是一個(gè)待開(kāi)發(fā)的、理想的綠色農(nóng)藥分子靶標(biāo)。

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估算，全世界每年因農(nóng)作物病蟲(chóng)害造成的產(chǎn)量損失高達(dá)40%，經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)2200億美元。“蟲(chóng)口奪糧”成為擺在人們面前的一道難題。

此前，人們嘗試過(guò)噴灑農(nóng)藥、氣味引誘、引入天敵等多種防治手段，但由于抗藥性的增加和成本過(guò)高等因素，導(dǎo)致防治效果并不理想。人們逐漸意識(shí)到，相比“萬(wàn)能”農(nóng)藥，更需要針對(duì)害蟲(chóng)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征而量身打造的一種綠色農(nóng)藥，對(duì)害蟲(chóng)實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)打擊”。

該研究首次報(bào)道了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與昆蟲(chóng)幾丁質(zhì)表皮的主要脂質(zhì)成分“神經(jīng)酰胺”和外源性底物殺蟲(chóng)劑“苯氧威”相互作用的分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通過(guò)招募神經(jīng)酰胺分子和農(nóng)藥分子，使其結(jié)合在一個(gè)狹窄、細(xì)長(zhǎng)的“拱形”通道中，在高能磷酸化合物ATP水解提供的驅(qū)動(dòng)力下，形成一種“擠壓泵”，將其排出細(xì)胞外，從而幫助昆蟲(chóng)解毒和構(gòu)建表皮脂質(zhì)屏障。

研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了ABCH轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的抑制劑分子LMNG。這個(gè)“X”形的分子完美地將ABCH“卡”在底物結(jié)合的狀態(tài)中，阻止了ABCH外排農(nóng)藥的功能，因而為解決抗藥性問(wèn)題提供了全新的思路。

據(jù)了解，楊青團(tuán)隊(duì)一直致力于植物病蟲(chóng)害綜合治理。此前，該團(tuán)隊(duì)首次解析了重要綠色農(nóng)藥分子靶標(biāo)——幾丁質(zhì)合成酶的三維結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制，并創(chuàng)制了首例靶向幾丁質(zhì)脫乙酰基酶的生物農(nóng)藥。這一次，他們的最新研究成果為理解昆蟲(chóng)抗藥性機(jī)制提供了新視角，也為設(shè)計(jì)并研發(fā)安全、低抗性的綠色農(nóng)藥奠定了重要基礎(chǔ)。

在農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，楊青團(tuán)隊(duì)的研究成果也引起了廣泛反響。

會(huì)上，深圳諾普信作物科學(xué)股份有限公司副總經(jīng)理李廣澤表示，目前，全球具備農(nóng)藥創(chuàng)制能力的公司不多，幾乎被排名前4的公司所壟斷，亟需創(chuàng)制新型原創(chuàng)綠色靶標(biāo)農(nóng)藥。中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司原首席技術(shù)官?gòu)堊趦€表示，新農(nóng)藥分子靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于全球農(nóng)藥創(chuàng)制都會(huì)起到重大推動(dòng)作用。

“這個(gè)工作才剛開(kāi)始。此次研究成果的發(fā)表只是新的起點(diǎn)，下一步，我們將加快推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化和落地?！睏钋啾硎尽?/p>