植物会制造化学武器来保护自己，而其中许多化合物已成为人类医学中至关重要的物质。研究人员发现，一种强大的植物化学物质是通过一种出人意料地带有细菌特征的基因产生的。这表明植物会借用微生物工具来发明新的化学物质。这一发现有助于科学家发现新药物，并以更可持续的方式生产它们。
科学家们希望更好地理解植物如何生成生物碱，以便能够更快、更低成本、且对环境危害更小地开发药物。
一种源自意外途径的强大植物化学物质
约克大学的研究人员聚焦于一种名为Flueggea suffruticosa（一叶萩）的植物，它能生成一种名为一叶萩碱的强效生物碱。在研究这种化合物如何产生的过程中，研究团队揭示了一个令人惊讶的细节。负责生成一叶萩碱的关键基因，其结构更类似于通常在细菌而非植物中发现的基因。
这一发现表明，植物可能采用了一种不同寻常的进化策略。它们并非仅依赖传统的植物化学途径，而是似乎会“重用”通常在微生物中可见的分子工具来构建防御性化学物质。研究人员认为，这种方法在植物界的应用可能比之前想象的更为普遍。
植物重用微生物工具
约克大学生物学系的本杰明·利奇曼博士解释了这一发现为何引人注目。“植物和细菌确实是截然不同的生命形式，因此看到这种重要的植物化学物质是由一个类似细菌的基因驱动产生的，确实令人惊讶。”
“我们认为这意味着植物会在有用的时候，‘回收利用’那些更常见于微生物的生物工具。更有趣的是，这个基因生成一叶萩碱的方式，完全不同于其他众所周知的植物化学物质。”
一旦研究人员认识到这种新的化学途径，他们就开始在许多其他植物的DNA中发现了隐藏的类似基因。这为科学家们提供了一种强大的新方法，用于识别有用的天然化合物并理解它们的生成方式。
药物生产与安全的新路径
这些植物基因最终可能被用于在实验室环境中生产有价值的化学物质。这样做将减少对采收稀有植物或依赖破坏环境的工业过程的需求。
利奇曼博士指出，生物碱通常需要谨慎处理。“生物碱可能具有毒性，因此当我们在药物中使用它们时，必须进行高度控制并常常进行修饰。所以，理解生物碱的生成过程，可以帮助我们开发在实验室中生产它们的新方法，或者去除它们以使某些植物的毒性降低。”
“既然我们知道了如何寻找这种化学物质的生产途径，并且发现它存在于比我们最初想象更多的植物中，我们就有了探索生产及发现安全药物的新途径。”
对农业和环境的影响
这些发表在《新植物学家》期刊上的发现，也可能加深科学家对植物如何生长和生存的理解。这一知识最终可能支持培育更强壮、更具韧性的作物。
研究人员表示，这项研究突显了自然界仍有太多未知等待我们去探索。基础植物科学中的意外发现，可能会引领医学、农业和环境可持续性方面的重大进展。