Жилд 700,000 тонноос дээш гарцтай глифосат нь дэлхий дээр хамгийн өргөн хэрэглэгддэг, хамгийн том гербицид юм. Глифосатыг буруу хэрэглэснээс үүдэлтэй хогийн ургамлын эсэргүүцэл болон экологийн орчин, хүний эрүүл мэндэд учирч болзошгүй аюул заналхийлэл нь ихээхэн анхаарал татаж байна.
5-р сарын 29-нд Хубэй Их Сургуулийн Амьдралын Шинжлэх Ухааны Сургууль болон муж, яамдын яамд хамтран байгуулсан Биокатализ ба Ферментийн Инженерчлэлийн Улсын Түлхүүр Лабораторийн профессор Гуо Руйтингийн баг Аюултай Материалын сэтгүүлд хамгийн сүүлийн үеийн судалгааны өгүүллийг нийтлүүлж, хашааны өвсний анхны шинжилгээг шинжилжээ. (Хортой будааны хогийн ургамал)-аас гаралтай альдо-кето редуктаза AKR4C16 болон AKR4C17 нь глифосат задралын урвалын механизмыг хурдасгаж, молекулын өөрчлөлтөөр дамжуулан AKR4C17-ийн глифосат задралын үр ашгийг эрс сайжруулдаг.
Глифосатад тэсвэртэй болох нь нэмэгдэж байна.
1970-аад онд нэвтэрснээс хойш глифосат нь дэлхий даяар түгээмэл болсон бөгөөд аажмаар хамгийн хямд, хамгийн өргөн хэрэглэгддэг, хамгийн үр бүтээлтэй өргөн хүрээтэй гербицид болсон. Энэ нь ургамлын өсөлт, бодисын солилцоо, үхэлд оролцдог гол фермент болох 5-энолпирувилшикимат-3-фосфат синтаз (EPSPS)-ийг дарангуйлснаар ургамал, түүний дотор хогийн ургамлын бодисын солилцооны эмгэгийг үүсгэдэг.
Тиймээс глифосатад тэсвэртэй трансген ургац тариалах, глифосатыг тариалангийн талбайд ашиглах нь орчин үеийн хөдөө аж ахуйд хогийн ургамлыг хянах чухал арга юм.
Гэсэн хэдий ч глифосатыг өргөн хэрэглэж, зүй бусаар ашигласнаар олон арван хогийн ургамал аажмаар хөгжиж, глифосатыг өндөр тэсвэрлэх чадвартай болсон.
Үүнээс гадна, глифосатад тэсвэртэй генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн ургац нь глифосатыг задалж чадахгүй тул ургацад глифосат хуримтлагдаж, шилжиж, хүнсний сүлжээгээр амархан тархаж, хүний эрүүл мэндэд аюул учруулж болзошгүй юм.
Тиймээс глифосатыг задалж чаддаг генийг нээж, глифосатад тэсвэртэй, глифосат үлдэгдэл багатай трансген ургац тариалах нь яаралтай хэрэг болж байна.
Ургамлын гаралтай глифосат задалдаг ферментийн талст бүтэц ба каталитик урвалын механизмыг шийдвэрлэх нь
2019 онд Хятад, Австралийн судалгааны багууд глифосатад тэсвэртэй хашааны өвснөөс анх удаа глифосат задалдаг хоёр альдо-кето редуктаз болох AKR4C16 ба AKR4C17-г тодорхойлсон. Тэд NADP+-г кофактор болгон ашиглан глифосатыг хоргүй аминометилфосфоны хүчил ба глиоксил хүчил болгон задалж болно.
AKR4C16 болон AKR4C17 нь ургамлын байгалийн хувьслын замаар үүссэн глифосат задралын анхны мэдээлэгдсэн ферментүүд юм. Глифосатыг задлах молекулын механизмыг цаашид судлахын тулд Гуо Руйтингийн баг эдгээр хоёр фермент ба кофакторын өндөр хоорондын хамаарлыг шинжлэхийн тулд рентген талстографийг ашигласан. Шийдвэрийн нарийн төвөгтэй бүтэц нь глифосат, NADP+ болон AKR4C17-ийн гурвалсан цогцолборын холболтын горимыг илчилж, AKR4C16 болон AKR4C17-оор зуучлагдсан глифосат задралын каталитик урвалын механизмыг санал болгосон.
AKR4C17/NADP+/глифосат цогцолборын бүтэц ба глифосат задралын урвалын механизм.
Молекулын өөрчлөлт нь глифосатын задралын үр ашгийг сайжруулдаг.
Профессор Гуо Руйтингийн баг AKR4C17/NADP+/глифосатын нарийн гурван хэмжээст бүтцийн загварыг гарган авсны дараа ферментийн бүтцийн шинжилгээ болон оновчтой загвараар глифосатын задралын үр ашгийг 70%-иар нэмэгдүүлсэн мутант AKR4C17F291D уураг гаргаж авсан.
AKR4C17 мутантуудын глифосат задрах идэвхжилийн шинжилгээ.
"Бидний ажил нь AKR4C16 болон AKR4C17-ийн глифосатыг задлах молекулын механизмыг илчилж байгаа бөгөөд энэ нь AKR4C16 болон AKR4C17-ийн глифосатыг задлах үр ашгийг сайжруулахын тулд цаашид өөрчлөхөд чухал үндэс суурийг тавьж байна." Өгүүллийн холбогдох зохиогч, Хубэй Их Сургуулийн дэд профессор Дай Лонхай хэлэхдээ, тэд глифосатыг задлах үр ашгийг сайжруулсан мутант AKR4C17F291D уураг бүтээсэн бөгөөд энэ нь глифосатын үлдэгдэл багатай, глифосатад тэсвэртэй өндөр трансген ургац тариалах, хүрээлэн буй орчинд глифосатыг задлахын тулд бичил биетний инженерийн бактерийг ашиглах чухал хэрэгсэл болдог гэжээ.
Гуо Руйтингийн баг хүрээлэн буй орчин дахь хортой болон хортой бодисын био задралын фермент, терпеноид синтаз, эмийн бай уургийн бүтцийн шинжилгээ, механизмын талаарх судалгааг удаан хугацаанд хийж ирсэн гэж мэдээлж байна. Багийн Ли Хао, дэд судлаач Ян Ю, багш Ху Юмэй нар уг өгүүллийн хамтран зохиогчид, Гуо Руйтин, Дай Лонхай нар хамтран зохиогчид юм.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 6-р сарын 2