傳統的殺蟲劑固然有效，但會帶來環境污染、殺死有益生物等一系列問題。能否通過一種綠色、無污染、精準打擊的方法創制出靶向農藥？
北京時間12月24日24時，國際期刊《細胞》（Cell）發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）教授楊青團隊的最新研究成果，研究解析了害蟲的“外部防御”和“解毒”機制，并找到了能直接用于合成綠色農藥的有效成分。
創制靶向農藥的關鍵，在于找到合適的農藥分子靶標。“在研究中，我們發現了一類特殊的蛋白質——ABCH轉運蛋白。這類轉運蛋白只存在于昆蟲和其他節肢動物中，不存在于人類、哺乳動物和植物中，因此它是一個理想的綠色農藥分子靶標。”論文通訊作者楊青告訴記者，研究團隊解析了ABCH轉運蛋白的冷凍電鏡結構，首次揭示了ABCH轉運蛋白運輸脂質和農藥的完整過程。
“本次研究通過冷凍電鏡的方法，從原子尺度確定了ABCH轉運蛋白轉運脂質以及外排殺蟲劑分子的機制，這些機制體現了昆蟲表皮生物合成的獨特性。”中國科學院院士康樂表示。
作為昆蟲將體內的脂質轉運到表皮的工具，沒有ABCH，昆蟲就會死亡。那么，ABCH轉運蛋白為什么能轉運脂質？
研究團隊發現，ABCH轉運蛋白優先轉運昆蟲表皮中的重要脂質成分是神經酰胺。“我們發現，神經酰胺具有保濕和抗菌的功效。ABCH招募細胞膜中的神經酰胺，讓它結合在一個狹窄、細長的‘拱形’通道中，在腺苷三磷酸水解提供的驅動力下，形成一種‘擠壓泵’將神經酰胺分子轉運到細胞外。”楊青說。
ABCH運輸脂質和農藥分子的機制
此外，這項研究最具挑戰的是，研究團隊篩選獲得了能抑制ABCH的轉運功能的小分子（LMNG）。研究發現，這個“X”型的分子完美地將轉運蛋白“卡”在底物結合構象中。
“過去，人們發現絕大多數抑制劑的工作機制，是阻斷跨膜轉運通道或阻斷腺苷三磷酸的水解。我們發現這個小分子可以通過‘雙重鎖’機制，同時阻斷ABCH的轉運通道與腺苷三磷酸水解。這一新的抑制機理的發現為設計靶向ABCH的高效殺蟲劑提供了強有力的支撐。”楊青說。
宋寶安表示，研究團隊開發了ABCH轉運蛋白的特異性抑制劑，可以精準阻斷其外排功能，并作為殺蟲劑增效劑發揮作用。這為解決害蟲對殺蟲劑產生抗藥性問題提供了全新的思路與有效手段。
中國工程院院士，華東師范大學黨委副書記、校長錢旭紅表示，這一原創性成果有望催生出一大批綠色、高效、靶向昆蟲表皮脂質屏障形成過程的創新型農藥產品。
