深圳科学家成果再登国际顶级期刊

ABCH外排农药的功能，为解决抗药性问题提供了全新的思路。（受访单位供图）

深圳商报记者 张 妍

通讯员 马昕怡

皮肤，是人类抵御外界的第一道屏障。对昆虫来说，表皮也是如此，表皮可以防止昆虫体内水分蒸发并防止病原体入侵、减少外源物质和毒素渗透，从而保证昆虫对各类严苛自然环境具有强大适应能力。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）（以下简称“基因组所”）杨青教授团队，发现了昆虫体内的一类特殊蛋白——ABCH转运蛋白，这类蛋白能将昆虫体内脂质转运到表皮，参与表皮脂质屏障的构建。不仅如此，这类蛋白还与昆虫的抗药性直接相关。该团队的研究解析了害虫的“保湿”和“解毒”机制，并找到了能直接用于合成绿色农药的有效成分。这一成果于12月25日凌晨，在线发表在国际顶级期刊《细胞（Cell）》上。

研究发现，ABCH转运蛋白存在于所有昆虫中，但不存在于人类、脊椎动物和植物中，因此，是一个待开发的、理想的绿色农药分子靶标。

据联合国粮农组织估算，全世界每年因农作物病虫害造成的产量损失高达40%，经济损失超过2200亿美元。“虫口夺粮”成为摆在人们面前的一道难题。

此前，人们尝试过喷洒农药、气味引诱、引入天敌等多种防治手段，但由于抗药性的增加和成本过高等因素，导致防治效果并不理想。人们逐渐意识到，相比“万能”农药，更需要针对害虫独特的结构特征而量身打造的一种绿色农药，对害虫实现“精准打击”。

该研究首次报道了ABCH转运蛋白的冷冻电镜结构，揭示了ABCH转运蛋白与昆虫几丁质表皮的主要脂质成分“神经酰胺”和外源性底物杀虫剂“苯氧威”相互作用的分子机制。研究发现，ABCH转运蛋白通过招募神经酰胺分子和农药分子，使其结合在一个狭窄、细长的“拱形”通道中，在高能磷酸化合物ATP水解提供的驱动力下，形成一种“挤压泵”，将其排出细胞外，从而帮助昆虫解毒和构建表皮脂质屏障。

研究团队还发现了ABCH转运蛋白的抑制剂分子LMNG。这个“X”形的分子完美地将ABCH“卡”在底物结合的状态中，阻止了ABCH外排农药的功能，因而为解决抗药性问题提供了全新的思路。

据了解，杨青团队一直致力于植物病虫害综合治理。此前，该团队首次解析了重要绿色农药分子靶标——几丁质合成酶的三维结构和工作机制，并创制了首例靶向几丁质脱乙酰基酶的生物农药。这一次，他们的最新研究成果为理解昆虫抗药性机制提供了新视角，也为设计并研发安全、低抗性的绿色农药奠定了重要基础。

在农药产业领域，杨青团队的研究成果也引起了广泛反响。

会上，深圳诺普信作物科学股份有限公司副总经理李广泽表示，目前，全球具备农药创制能力的公司不多，几乎被排名前4的公司所垄断，亟需创制新型原创绿色靶标农药。中化化工科学技术研究总院有限公司原首席技术官张宗俭表示，新农药分子靶标的发现，对于全球农药创制都会起到重大推动作用。

“这个工作才刚开始。此次研究成果的发表只是新的起点，下一步，我们将加快推动成果转化和落地。”杨青表示。