长期以来，被称为烯醇内酯的植物化学物质被用于治疗心脏病，并显示出作为癌症疗法的潜力。然而，这些化合物毒性很高，这使得医生很难开出不伤害患者的有效剂量。
几十年来，研究人员一直渴望找出植物是如何生物合成烯醇化酮的。这些知识可以帮助他们发现和开发更安全的药物。不幸的是，烯醇内酯最著名的植物来源——洋地黄和马利筋——不适合实验技术来鉴定产生这种化学物质的基因和酶。
在4月7日在线发表在eLife上的一项新研究中，由Boyce Thompson研究所的教师Georg扬德尔和伯尔尼大学植物科学学院的研究助理tobiaszust领导的多机构研究团队表明，可以将唇鱼(蠕虫种子)作为模型物种来阐明这一信息。事实上，研究小组已经确定了95种候选芥子碱，并且已经开始使用这种植物来研究芥子碱的生物合成。
詹德说：“12种不同的植物产生芥子碱，但没有人确切知道它们是如何制成的。”“我一直在寻找最好的植物来研究这种方式，并定居在昆虫种子壁花上。”詹德还是康奈尔大学综合植物科学学院的兼职教授。
他说，这个物种是一个很好的遗传研究模式，因为它的生命周期短，很容易自我杂交。“我们需要一种能够快速繁殖并为我们提供种子的植物，患有白斑病的大肠杆菌大约10周就能做到。”
该团队的研究基于艾伦伦威克在20世纪90年代所做的工作。他目前是BTI的名誉教授。
在这项研究中，研究团队组装了蠕虫种子壁花的完整基因组，并对来自大肠杆菌和47种其他大麦植物的9000多个表达基因进行了测序。该结果为鉴定编码参与烯醇内酯生物合成的酶的基因提供了依据。例如，研究团队发现了一种潜在的方法，让黑麦草物种将基本的预内酯和洋地黄苷修饰成八种结构更复杂的分子。
苏珊斯特里克勒说，为了进一步利用猪链球菌作为模型，并将基因组与长期读取的数据和Hi-C支架相结合，这种方法可以提供比以前方法更连续的基因组。斯特里克勒是BTI计算生物学中心(BCBC)的主任，也是BTI的高级研究助理。
她说：“高质量的参考基因组使我们更容易找到感兴趣的基因及其位置，在这种情况下，是用于内酯生物合成的基因。”
该小组现在正在研究白屈菜的诱变，以便他们能够找到烯醇内酯的整个生物合成途径。詹德说：“最终，生物合成途径的基本基因可以被插入细菌或酵母中，这些基因将被用于生产比目前可用的药物更安全的治疗心脏病和癌症的药物。
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