本土药用植物“叶底珠”的抗癌物质生成过程已被揭示。叶底珠是在韩国国内随处可见的灌木，在东北亚地区自古以来就以其叶和根入药。尤其是这种植物中含有包括塞库里宁（securinine）在内的多种生物碱成分，具有较高的新药开发潜力。但生物碱结构极其复杂，其生物合成过程一直被认为难以解析。
KAIST称，生物科学系 Park Sanggyu 教授团队与化学系 Han Sungyu 教授团队已经阐明了叶底珠中具有抗癌效果的塞库里宁系列物质的关键生成过程，并于6日对外公布。
药物成分源自植物这一点并非新知，但植物究竟如何合成可入药成分，一直是未解之谜。叶底珠中塞库里宁系列物质的生成过程亦是如此。
塞库里宁自1956年在叶底珠中首次被发现以来，目前已报道相关物质逾130种。其中部分被认为具有抗癌效果，或有助于脑神经再生。然而，叶底珠中产生抗癌效果等作用的过程，在过去70年间始终未被揭示。
笼罩在迷雾中的叶底珠抗癌效果生成机制，得益于化学与生命科学的合作而被破解。长期研究塞库里宁系列物质化学合成的 Han 教授团队，与在植物基因组及单细胞分析方面具优势的 Park 教授团队携手开展联合研究，取得了此次成果。
首先，Park 教授团队在城南市佛谷山一带的“KAIST生态林”中采集叶底珠，制备研究样本，并对植物基因组进行了精密分析。尤其是针对塞库里宁生成活跃的叶片组织，开展了单细胞转录组分析，细致追踪了哪些细胞中哪些基因在发挥作用。
在联合研究中，Han 教授团队发现了在塞库里宁生成前一阶段出现的中间物质“Viroallosecurinine B”。随后，研究团队在实验室中直接合成 Viroallosecurinine B 并观察其变化过程，揭示了植物体内的酶“硫酸转移酶”在将 Viroallosecurinine B 转化为具有抗癌成分的塞库里宁过程中发挥核心作用。
这首次证实，硫酸转移酶不仅仅是简单地将化学基团接入分子、起到辅助作用，而是在改变生物碱结构本身方面发挥重要作用。
联合研究团队期待，凭借此次成果，将有望在实验室和微生物工厂中稳定生产抗癌物质。
Park 教授和 Han 教授表示：“本研究是在分子层面阐明可从韩国本土植物中获得的高附加值天然物质是如何生成的一个案例”，“本研究的意义在于，为利用微生物和细胞稳定生产抗癌物质，并实现多样的医药学应用奠定了基础”。
另外，本次研究中，KAIST 的 Jung Sungjun、Kang Gyumin 博士后研究员以及 Kim Taein 硕博连读课程学生以共同第一作者身份参与。研究成果近日也发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
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