數據顯示，全世界每年因農作物病蟲害所導致的產量損失高達40%，經濟損失超過2200億美元。傳統殺蟲劑固然有效，但帶來的副作用也日益凸顯，如環境污染、殺死有益生物，以及害蟲抗藥性增強等。那么，是否能找到一種綠色、無污染且能夠精準打擊病蟲害的“綠色農藥”呢？
靶向農藥應運而生。所謂靶向，就是以害蟲為靶，針對害蟲獨特的結構特征而量身打造的一種農藥，不僅專一性強，而且安全高效、無污染。
創制綠色農藥的關鍵，在于找到人畜安全的綠色農藥分子靶標。2024年12月24日，《細胞（Cell）》在線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）楊青教授團隊的最新研究成果。他們的研究揭示了ABCH轉運蛋白轉運脂質和外排農藥的分子機制，并獲得了能夠抑制轉運功能的小分子抑制劑LMNG。
簡單來說，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。
“農藥分子必須與病蟲害體內的生物大分子，也就是所謂的分子靶標相結合，才能產生藥效。而這個靶標需要滿足兩個條件：首先，它必須是人畜和植物所沒有的；其次，它必須具有成藥性，可以成為靶標藥物設計的基礎。”楊青介紹。
研究團隊發現，ABCH轉運蛋白具有多個特點。第一，它能夠轉運神經酰胺這種物質到昆蟲的表皮上，使昆蟲具有保濕抗菌的作用。第二，它還與昆蟲的排毒過程有關，能夠排掉一些對昆蟲有害的分子，如農藥分子等，從而起到排毒防御的作用。第三，ABCH轉運蛋白在昆蟲的生長發育過程中起著至關重要的作用，是昆蟲對農藥產生耐藥性的一個關鍵蛋白質。
“而且ABCH轉運蛋白是一種僅存在于昆蟲中的蛋白質，因此，它可以作為一個安全的農藥設計靶標。”楊青表示，挖掘一個分子靶標并不是一件容易的事情，而解析其三維結構更是難上加難，包括獲取膜蛋白以及確定其與底物的結合方式等都需要經過大量的分析和研究。
通過深入研究，科研團隊解析了ABCH轉運蛋白與脂質分子和殺蟲劑分子的獨特互作機制，首次揭示了ABCH轉運蛋白運輸脂質和農藥的完整過程，并通過篩選獲得了能抑制ABCH轉運功能的小分子LMNG。
該項研究將極大地推動并提升農藥分子靶標導向的ABCH轉運蛋白的研究開發和應用，為針對開發新機制分子靶標、有效解決抗藥性問題開辟了全新的思路。
