近期，生态与环境学院团队系统梳理了植物通过基因跨界调控有益于人类健康研究进展，提出了极为丰富的植物多样性为通过跨界调控提升人类健康提供了充裕的基因资源新观点，强调应充分挖掘植物特化基因家族成员，为人类疾病治疗提供新思路。上述观点以 “Plant-derived cross-kingdom gene regulation benefits human health”为题，发表于Cell Press旗下经典期刊Trends in Plant Science(IF2022=22.012）（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138523000845）。云南大学生态与环境学院博士后李咏梅及云南省第一人民医院滕兆伟主任医师为并列第一作者，赵大克教授为论文通讯作者。

基因变异是决定植物性状的遗传基础。自然界中基因变异速率慢，现存优良基因数量少，因此，难以利用自然变异发掘控制农艺性状的“超级”目标基因。针对这一现状，生态与环境学院研究团队系统梳理了基因人工改造研究进展，分析现有基因工程策略，结合生物技术前沿，提出了利用理性设计改进植物基因的新思路，进而创制“superior”人工作物。基因理性设计以目标生物酶的蛋白晶体结构为基础，利用计算机模型分析“酶－底物”结合区域，进而发掘决定生物酶活性的潜在活性位点。作者提出，这一技术克服了传统蛋白定向进化技术所存在的盲目且突变体文库数量巨大的缺点，靶向性和高效性地获得人工改造的“超级”基因。作者进一步提出，以理性设计为核心，结合定向进化、CRISPR/Cas9基因编辑技术以及饱和组合突变等技术，能有效拓展理性设计应用范围，提高作物品质改良效率，并通过体内突变途径，可以创制非转基因的目标植物，推动植物育种领域进入发展快车道。这一观点以“Gene rational design: the dawn of crop breeding”为题，发表于Trends in Plant Science(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138522000796）“Climate change and sustainability I”专栏，本研究为植物应对全球环境变化，实现环境可持续发展提供新见解。生态与环境学院牟宗敏副教授为论文第一作者，赵大克教授为论文通讯作者。

基因跨界调控在自然界不同生物类群中广泛存在，主要由small RNA和及蛋白编码基因介导的。近年来，研究发现植物源的microRNA(miRNA）能够通过食物摄取，经由肠胃吸收进入循环系统，调控相应的靶基因从而直接或间接地改善人类疾病。植物来源的miRNA被发现具有治疗乳腺癌、甲流及改善肠道功能。最新研究发现，植物蛋白编码基因也可以通过跨界调控治疗人类疾病。RNA 依赖性RNA聚合酶（RDR1）能够通过靶向细胞周期从而抑制多种人类癌细胞的增殖。

供稿：生态与环境学院

编辑：李哲

责任编辑：王崴