通過(guò)最新的基因編輯技術(shù)將辣椒素基因在番茄中表達(dá)，有望設(shè)計(jì)出辣味番茄

從進(jìn)化的角度來(lái)看，辣椒和番茄的血緣關(guān)系差得確實(shí)有點(diǎn)遠(yuǎn)。大概 1900 萬(wàn)年前，辣椒和番茄由共同的祖先分離，雖然現(xiàn)在看來(lái)兩者差異懸殊，但仍然分享著一些相同的 DNA。

1 月 7 日在 Trends In Plant Science 期刊發(fā)表了一項(xiàng)研究中，來(lái)自巴西 Vi?osa 聯(lián)邦大學(xué)的研究人員提出，雖然具有挑戰(zhàn)性，但通過(guò)最新的基因編輯技術(shù)將辣椒素基因在番茄中表達(dá)，有望設(shè)計(jì)出辣味番茄。

當(dāng)然，研究人員的目的并不是創(chuàng)造一種滿足口感的水果（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，番茄是一種水果而不是蔬菜），而是為了商業(yè)上能夠更容易大量生產(chǎn)辣椒素類物質(zhì)。

圖 | 辣椒的栽培變種（來(lái)源：Emmanuel Rezende Naves）

“開(kāi)啟番茄中產(chǎn)生辣椒素類物質(zhì)的基因通路，會(huì)使生產(chǎn)這種化合物變得更容易（獲?。阋?。這種化合物具有非常有趣的應(yīng)用。”論文資深作者，巴西 Vi?osa 聯(lián)邦大學(xué)的植物生物學(xué)家 AgustinZs?g?n 說(shuō)道。

研究人員表示，我們正朝著這個(gè)目標(biāo)努力。“我們擁有足夠強(qiáng)大的工具來(lái)設(shè)計(jì)任何物種的基因組，挑戰(zhàn)在于知道要設(shè)計(jì)哪種基因以及這些基因在哪里。”

辣椒素類物質(zhì)引起的辛辣感覺(jué)，某種角度來(lái)說(shuō)并不是一種味道，而是疼痛的反應(yīng)。辣椒素類物質(zhì)能夠刺激舌頭中的神經(jīng)細(xì)胞，這些神經(jīng)細(xì)胞能夠感受由熱引起的疼痛，信號(hào)傳遞到大腦中就是一種灼燒感。

有證據(jù)表明，植物進(jìn)化出辣椒素類物質(zhì)，是為了阻止小型哺乳動(dòng)物吃食植物的水果，而鳥(niǎo)類對(duì)這類物質(zhì)沒(méi)有疼痛反應(yīng)，所以這些水果中的種子更會(huì)被鳥(niǎo)類傳播到遠(yuǎn)方。

研究人員支出，至少有 23 種不同類型的辣椒素類物質(zhì)，它們都來(lái)源于辣椒內(nèi)部。辣椒的辣度由調(diào)節(jié)辣椒素生成的基因決定，而那些不怎么辣的辣椒往往是具有影響該基因表達(dá)的突變。

以前的基因測(cè)序工作表明，番茄其實(shí)具有產(chǎn)生辣椒素所必需的基因，只不過(guò)這些基因一直沒(méi)有開(kāi)啟。

“從理論上講，你可以利用這些基因在番茄中生產(chǎn)辣椒素，”Zs?g?n 說(shuō)，“由于我們沒(méi)有關(guān)于番茄果實(shí)中辣椒素類物質(zhì)表達(dá)途徑的可靠數(shù)據(jù)，我們必須嘗試其他方法。其中一種方法就是一次激活候選基因，看看會(huì)發(fā)生什么，產(chǎn)生哪些化合物?！?/p>

（圖片來(lái)源：CELL PRESS）

辣椒基因組的測(cè)序以及番茄具有辣椒素類物質(zhì)必需基因的發(fā)現(xiàn)，為設(shè)計(jì)辣味番茄鋪平了道路。

研究人員表示，這項(xiàng)努力不僅有助于更好地了解這種獨(dú)特植物學(xué)特性的進(jìn)化，而且可以促進(jìn)番茄辣椒素類生物制劑的發(fā)展，但也許可以開(kāi)發(fā)一些新的農(nóng)產(chǎn)品品種，在雜貨店中售賣(mài)。

辣椒素不僅可作為調(diào)味料，在藥物試驗(yàn)中它也顯示出了治療神經(jīng)損傷等前景。甚至還可以用它生產(chǎn)防身噴霧劑和殺蟲(chóng)劑等。研究人員表示，“辣椒素是非常有價(jià)值的化合物，他們?cè)?a href="http://srfitnesspt.com/v/" target="_blank">工業(yè)中用于胡椒噴霧，也用于麻醉劑，甚至有一些研究顯示它們能夠促進(jìn)減肥?！?/p>

研究人員稱將在番茄中開(kāi)啟辣椒素基因，番茄就可以更容易、更便宜地快速生產(chǎn)大量辣椒素，畢竟番茄比辣椒更容易生長(zhǎng)。

想對(duì)番茄品種進(jìn)行基因改造，確定哪些基因?qū)ζ渖a(chǎn)有直接影響還需要時(shí)間研究。盡管如此，研究人員確實(shí)在朝著這個(gè)目標(biāo)努力，也許不久我們就會(huì)品嘗到具有辣味番茄啦！

當(dāng)然，番茄并不是科學(xué)家們第一種嘗試使用 CRISPR 技術(shù)改造的水果，在此之前科學(xué)家們已經(jīng)考慮甚至嘗試設(shè)計(jì)更甜的草莓、不會(huì)褐變的蘑菇，以及更美味的櫻桃等。