來自杜克大學(xué)癌癥研究所的研究人員在癌癥治療研究過程中，居然偶然的發(fā)現(xiàn)了一種更便宜，更方便的生產(chǎn)尼龍的必要分子。這一研究成果公布在Nature Chemical Biology雜志上，提出了一個有趣的概念，即癌癥腫瘤中的一些遺傳和化學(xué)變化可能具有實際有益的用途。
文章的通訊作者是華裔科學(xué)家閻海（Hai Yan）博士，閻海博士早年畢業(yè)于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部，獲得美國哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位，曾在約翰霍普金斯大學(xué)進(jìn)行博士后研究，目前任杜克大學(xué)病理學(xué)教授。
文章的*作者是副教授Zachary J. Reitman博士，他表示，“我們的實驗室研究引發(fā)健康組織惡化，發(fā)展成腫瘤的基因變化，這項研究的目的是了解腫瘤的發(fā)展過程，用以設(shè)計更好的治療方法”，“結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這個過程中我們了解的一些信息，能用于更好的生產(chǎn)尼龍。”
尼龍是一個無處不在的合成纖維材料，能用于地毯，室內(nèi)裝飾，汽車配件，服裝及其他產(chǎn)品。其生產(chǎn)的一個關(guān)鍵組成成分是己二酸——這是世界上應(yīng)用zui廣泛的化學(xué)物質(zhì)之一。目前己二酸來自礦物燃料，這個精煉過程中釋放的污染物是導(dǎo)致氣候變暖的主要因素之一。
Reitman說，其研究組基于癌癥研究技術(shù)和生化工程之間的相似性，深入分析了己二酸的問題。這兩個研究領(lǐng)域都需要酶幫助小型化合物的轉(zhuǎn)換。酶在健康組織和腫瘤組織中都扮演著重要角色，并且還可用于有機(jī)物轉(zhuǎn)換成合成材料，如己二酸。
目前zui有前途的己二酸環(huán)保型生產(chǎn)方法之一就是通過一系列的酶，組成流水線，將便宜的糖轉(zhuǎn)換成己二酸。然而這系列酶中的一個關(guān)鍵酶，稱為2-羥基已二酸脫氫酶（hydroxyadipate dehydrogenase），還未生產(chǎn)國，讓流水線缺失了一環(huán)。
這一環(huán)在癌癥研究中。
在2008年和2009年，杜克大學(xué)的閻海博士研究組在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤及其他腦腫瘤中，發(fā)現(xiàn)了一種遺傳突變，這種突變能改變異檸檬酸脫氫酶的功能。
Reitman等人預(yù)感癌癥中出現(xiàn)的這個基因突變，也許能啟動一種在酵母和細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的酶相似功能變化，這種酶就是高異檸檬酸脫氫酶（homoisocitrate dehydrogenase），而高異檸檬酸脫氫酶則能補(bǔ)上這一環(huán)，用于己二酸環(huán)保生產(chǎn)。
“令人興奮的是，癌癥基因組測序可以幫助我們發(fā)現(xiàn)更多酶的新活性，”Reitman說，“即使只在少數(shù)患者身上發(fā)生的遺傳變化，也可以用來解釋之前未知的酶的新功能。”
閻海教授表示，這項研究證明了對醫(yī)學(xué)研究的資助也許也能廣泛應(yīng)用到其它重大方面上去。
“這項研究中，癌癥研究人員跳出原有框架，發(fā)現(xiàn)了一種新酶，并創(chuàng)建用于尼龍生產(chǎn)的前體，”閻教授說，“令人激動的不僅是這項發(fā)現(xiàn)，而且它也重新肯定了科學(xué)研究的意義，鼓勵年輕人追求科學(xué)
結(jié)果證明他們是正確的。癌癥中觀察到的功能突變可以用于其它密切關(guān)聯(lián)的酶，用于有利的實際操作，在這里就是幫助從廉價糖生成己二酸流程中補(bǔ)齊缺失的一環(huán)。下一步將是擴(kuò)大己二酸生產(chǎn)，值得期待。
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