北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种可以改变植物新陈代谢的新技术。该技术在烟草植物中进行了测试，表明它可以减少有害化学物质，包括一些致癌物质。这些发现可用于改善作物的健康益处。
“许多技术可用于成功减少烟草等植物中的特定化合物或生物碱，但研究表明，其中一些技术可以增加其他有害化合物，同时减少目标化合物，”De-Yu 说谢，北卡罗来纳州立大学植物和微生物生物学教授，描述该研究的论文的通讯作者。“我们的技术减少了许多有害化合物——包括令人上瘾的尼古丁、致癌的 N-亚硝基烟碱 (NNN) 和其他烟草特有的亚硝胺 (TSNA)——同时不会对植物产生不利影响。”
该技术使用转录因子和调控元件作为新调控设计的分子工具。调控元件是控制附近编码基因转录的短的非编码 DNA 片段。转录因子是通过与调节元件结合来帮助打开或关闭某些基因的蛋白质。谢假设这些可能是有用的分子工具，可以设计用于工程新植物性状的新规则。已知有两种拟南芥转录因子，特别是 PAP1 和 TT8，可以调节花青素或具有抗氧化特性的营养品类化合物的生物合成。谢进一步假设这些蛋白质可以用作分子工具来帮助抑制一些有害的化合物水平，例如尼古丁。
“PAP1 调节色素沉着，因此我们过度表达 PAP1 基因的烟草植物是红色的，”谢说。“我们筛选了植物 DNA，发现烟草在 JAZ 基因附近具有 PAP1 和 TT8 偏好的调控元件，它们抑制尼古丁生物合成。然后我们提出这些元件是测试的合适工具。总的来说，我们发现了四个 JAZ 基因在设计的 PAP1 和 TT8 盒过表达的红色烟草植物。”
谢和他的同事通过检查温室和田间的烟草植物来检验这一假设，并表明在两种类型的实验中有害化合物和尼古丁都减少了。例如，在 PAP1 和 TT8 过表达的烟草植物的叶子中，NNN 水平从 63% 降低到 79%。总体而言，该技术显着减少了四种致癌 TSNA。
谢认为，该技术有可能用于其他作物，以促进其他有益特性并使某些食物更健康。
该论文发表在《高级研究杂志》上。助理研究员李明珠是该论文的第一作者。前博士后何贤治和Christophe La Hovary为共同第一作者。该研究得到了 RJ Reynolds 烟草公司的支持。
