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    近日，一项由德国马克斯·普朗克化学生态研究所（Max Planck Institute for Chemical Ecology）科学家的研究，成功在茄科植物中通过代谢工程手段显著提高了维生素D3的产量。这一研究成果发表在《Plant Biotechnology Journal》上，为解决全球维生素D3缺乏问题提供了新思路。

    维生素D是一种脂溶性固醇类维生素，对人体健康至关重要。维生素D缺乏会增加骨质疏松、高血压、自身免疫性疾病、传染病、糖尿病和癌症等疾病的发病风险。维生素D主要有两种形式：维生素D3（胆钙化醇）和维生素D2（麦角钙化醇）。维生素D3主要存在于动物性食物中，而人体皮肤在阳光照射下也能合成维生素D3。然而，由于多种因素（如黑色素含量、阳光强度、污染和地理位置）的影响，人体皮肤内源性合成维生素D3的能力受限，因此饮食来源对于维持体内维生素D3水平至关重要。

    目前，自然界中维生素D3含量较高的食物主要是动物性食品，如肉类和蛋类，这使得素食者或动物性食品摄入不足的人群面临维生素D3缺乏的风险。鉴于植物中蕴藏着丰富的类固醇分子，科学家们开始探索通过基因编辑手段在植物中生产维生素D3的可能性。

    在这项研究中，科学家选择了番茄（Solanum lycopersicum）和本氏烟草（Nicotiana benthamiana）作为实验对象，这两种植物都属于茄科，并自然积累较高水平的胆固醇。胆固醇是维生素D3的前体物质——7-脱氢胆固醇（7-DHC）的直接前体。通过基因编辑技术敲除番茄中的7-DR2基因，科学家成功阻断了胆固醇向其他代谢途径的转化，从而积累了更多的7-DHC。在阳光照射下，这些7-DHC被转化为维生素D3。

    实验结果显示，经过基因编辑的番茄植株在阳光照射后，叶片中维生素D3的含量显著提高，达到每克干重5.24微克至6.7微克不等。尽管在绿色果实中也能检测到维生素D3的生成，但在成熟果实中并未检测到可量化的维生素D3。这一发现表明，通过基因编辑手段提高茄科植物中维生素D3的产量是可行的。

    此外，研究团队还尝试了另一种策略来进一步提升维生素D3的产量。他们利用昆虫中的Neverland酶（BmNVD），该酶能够将胆固醇转化为7-DHC。通过将密码子优化的BmNVD基因在7-DR2基因敲除的番茄植株中过表达，研究人员发现维生素D3的产量在叶片和绿色果实中分别提高了约3倍和5倍。

    这项研究不仅为通过植物生产维生素D3提供了可行的方案，还为解决全球维生素D3缺乏问题开辟了新的途径。科学家们指出，番茄等茄科植物的废弃物（如叶片）中维生素D3的含量已经足够满足人体日常所需的维生素D3摄入量，这为开发植物基维生素D3补充剂提供了可能。

    这项研究得到了马克斯·普朗克学会和欧洲研究理事会的资金支持，体现了跨学科合作在解决全球性健康挑战中的重要作用。未来，随着研究的深入和技术的进步，我们有望看到更多植物基维生素D3产品的问世，为全球公众健康贡献力量。

<%Else%> 德国科学家研究：通过基因编辑茄科植物中成功提升维生素D3产量 <%End If%>