護心臟！豐富輔酶Q10的食物來源 陸水稻科研有新進展

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護心臟！豐富輔酶Q10的食物來源 陸水稻科研有新進展

大陸央視14日報導，中國科學院分子植物科學卓越創新中心指出，該中心院士陳曉亞團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊等合作，透過系統分析輔酶Q在陸生植物中的演化軌跡及關鍵酶自然變異，解析了植物輔酶Q側鏈長度控制的分子機制，利用引導編輯技術改變水稻基因組Coq1酶的5個氨基酸，創制了合成輔酶Q10的水稻新種質，小麥編輯也取得重要進展。該成果北京時間2025年2月14日在國際學術期刊《細胞》線上發表。

輔酶Q10與人體健康，尤其是心臟健康息息相關，它是線粒體呼吸鏈的電子傳遞體，也是脂溶性抗氧化劑。創制輔酶Q10作物，提高植物食品中輔酶Q10的含量，是一種性價比高且環境友好的營養強化新方法，意義重大。在這項研究工作中，科研人員採集了包括苔蘚、石鬆、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品。檢測各物種輔酶Q類型及系統分佈特徵，發現輔酶Q10是被子植物的祖先性狀，多數植物仍然合成輔酶Q10。

結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。通過精準編輯，創制了主要合成輔酶Q10的水稻，其葉片和籽粒中輔酶Q10占總輔酶Q的75％，籽粒中輔酶Q10達5 μg／g，且對水稻產量沒有影響。Q10水稻的研製成功，將大大豐富輔酶Q10的食物來源，也為大數據和AI輔助育種提供了一個範例。

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輔酶Q10，被譽為「人體的發電機」，能驅動人體細胞產生能量，被收錄於《中華人民共和國藥典》中，同時也是一種應用廣泛的膳食補充劑。我國科學家通過基因編輯技術，成功創製全球首個合成輔酶Q10的水稻新種質。

2月14日，國際權威期刊《細胞》發表了相關科研論文。這項研究由中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊等合作完成。


編輯創製輔酶Q10水稻示意圖。（中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心供圖）
據陳曉亞介紹，不同生物中的輔酶Q類型不同。人體自身可以合成輔酶Q10，但20歲以後合成數量大幅下降。而水稻等穀物以及一些蔬菜、水果，則主要合成輔酶Q9。兩者區別在於輔酶Q側鏈長度不同。

利用上海辰山植物園豐富的植物資源，研究團隊採集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品，系統分析了輔酶Q在陸生植物中的演化軌跡、以及關鍵酶自然變異，成功解析了植物輔酶Q側鏈長度控制的分子機制。

結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。再通過精準的基因編輯，創製了主要合成輔酶Q10的水稻。實際種植表明，水稻的生長和產量均未受影響。

業內專家認為，輔酶Q10水稻的研製成功，將大大豐富輔酶Q10的食物來源，對今後將水稻培育成高營養作物意義重大。