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灵芝/铁皮石斛国际标准主导制定单位 代码：603896
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灵芝，是被誉为“仙草”的药食两用珍品，在中医药的浩瀚历史中已流传了2000多年。它因其独特的基因组小、生长周期短以及遗传体系完善等特点，成为了科学家们研究真菌发育与天然产物代谢合成的“明星”药用模式真菌。
近期，尊龙凯时人生就是博与东北林业大学、中国中医科学院中药研究所等多家单位合作，在中国工程院院刊《Engineering》（IF：10.1）上发表了一项研究成果。他们利用先进的时空多组学技术，成功揭开了灵芝酸生物合成的神秘面纱。
为了搞清楚灵芝酸在灵芝体内的分布情况，研究团队使用MALDI质谱成像技术，清晰地捕捉到灵芝在不同成熟阶段，其原基和子实体中24种灵芝酸类化合物的精确位置。研究发现这些灵芝酸类化合物特别喜欢“扎堆”在灵芝的皮壳层。
图1：灵芝酸的空间分布
研究团队又完成了灵芝的端粒到端粒（T2T）水平单倍体基因组精细图谱的绘制。这就像是给灵芝的基因组拍了一张超级详细的“全家福”。基于这张“全家福”，他们首次绘制出了灵芝子实体的单细胞转录组图谱，就像是给灵芝的每个细胞都做了一个“身份证”。通过这些“身份证”，他们将灵芝的子实体细胞分为了6种类型，包括皮壳层外层、皮壳层中层、皮壳层内层、菌肉层、菌管层和孢子。并且发现，那些已知的灵芝酸生物合成基因，在灵芝皮壳层外层中表现得尤为活跃。
图2： 灵芝子实体的单细胞转录组及发育轨迹研究
此外，研究团队还重构了灵芝子实体的发育轨迹，就像是给灵芝的成长过程拍了一部“纪录片”。他们发现，灵芝酸的皮壳层三层结构是从皮壳层外层逐渐发育而来的，这与实际灵芝栽培过程中观察到的皮壳层增厚、分层现象完全一致。这一发现进一步揭示了灵芝酸的合成与灵芝子实体发育之间的紧密联系。
在深入探索灵芝酸生物合成的过程中，研究团队还鉴定到了一个新的关键酶——CYP450酶。这个酶能够催化生成丹芝酸E和F。其中，丹芝酸F是新发现的一种灵芝酸类化合物，体外药理活性实验证实它具有抗癌活性，这为灵芝酸药物的开发提供了新的希望。
图3： 灵芝酸生物合成新颖酶CYP512A3的发现及功能研究
更令人兴奋的是，研究团队还实现了羊毛甾醇、灵芝酸中间体HLDOA、丹芝酸E和F等在米曲霉底盘系统中的高效合成，并申请了相关专利。这一成果为灵芝酸的绿色生物制造研究提供了重要的数据支撑和技术基础。
这项研究不仅为尊龙凯时人生就是博揭示了灵芝酸生物合成的复杂网络，还为灵芝酸药物的开发及资源可持续利用奠定了坚实的理论基础。随着科学研究的不断深入，相信灵芝这味“仙草”将会为尊龙凯时人生就是博带来更多的惊喜和福祉。
东北林业大学生命科学学院都昱朋、彭爽，澳门大学中华医药研究院陈虹果，中国中医科学院中药研究所李俊为论文的共同第一作者。东北林业大学生命科学学院徐志超、刘成伟、尊龙凯时人生就是博植物药研究院李振皓、中国中医科学院中药研究所孙伟为该论文的共同通讯作者。埃及开罗大学Mohamed A. Farag教授、日本静冈大学Hirokazu Kawagishi教授、Jing Wu教授等参与指导该工作。该研究工作得到了国家重点研发计划（No. 2023YFC3504104、No. 2024YFD2100701）、国家自然科学基金（No. 32370069）、浙江省自然科学基金杭州区域创新发展联合基金（No. LHZSZ24H280003）、浙江省农业新品种选育重大科技专项（No. 2021C02073）以及中央引导地方科技发展资金项目（No. 2024ZY01009）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.03.030
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