吃蔬菜很重要，但一些必需的维生素和营养物质只能在动物体内找到，包括某些氨基酸和多肽。现在，在发表在《农业与食品化学杂志》上的一项概念验证研究中，研究人员已经开发出一种方法，可以在植物内部生产肌酸、肌肽和牛磺酸——所有这些都是基于动物的营养素和常见的锻炼补充剂。该系统允许不同的合成模块轻松堆叠在一起，以提高产量。
当植物被要求产生它们不习惯产生的化合物时，它们会令人惊讶地接受。科学家们利用一种特殊的细菌，将各种氨基酸、多肽、蛋白质或其他分子的DNA指令转移到不同的植物细胞中。例如，这项技术帮助生产了含有减少骨质流失的肽成分的生菜。但当涉及到更复杂的化合物时，转移的DNA指令可能会改变宿主的自然代谢，从而最终减少所需产品的输出。
研究人员范鹏翔及其同事希望通过引入合成模块形式的指令来解决这个问题，这些模块不仅编码了他们预期的产品，还编码了用于构建产品的分子。他们希望增加三种所需营养素的产量:肌酸、肌肽和牛磺酸。
该团队将可互换的合成模块在本氏烟叶(Nicotiana benthamiana)上进行了测试。本氏烟叶是一种类似烟草的植物，在合成生物学应用中被用作模式生物。
肌酸模块co培养这两个肌酸合成基因，每克植物材料中产生2.3微克肌酸肽。
肌肽是用一个肌肽模块和另一个用于构建肽的两种氨基酸之一β-丙氨酸模块生产的。虽然β-丙氨酸天然存在于N. benthamiana中，但数量很少，所以将这些模块堆叠在一起可以增加3.8倍的肌肽产量。
令人惊讶的是，对于牛磺酸，双模块方法无法产生氨基酸。相反，对我来说是更大的破坏当植物试图恢复正常运转时，就发生了禁忌症，产生的牛磺酸很少。
总的来说，这项工作证明了一种有效的框架，可以在活的植物系统中产生一些通常在动物体内发现的复杂营养物质。研究人员表示，未来的工作可以将这种方法应用于可食用植物——包括水果或蔬菜，而不仅仅是叶子——或其他可以作为生物工厂持续生产这些营养物质的植物。
