位於諾里奇的厄勒姆研究所的研究人員利用精確的基因工程方法將煙草植物轉化為生產飛蛾性信息素的太陽能工廠。重要的是，他們已經證明有能力有效控制這些分子的生產而不對植物的正常生長產生負面影響。

信息素是由生物體產生和釋放的複雜化學物質，是一種交流手段。它們允許同一物種的成員發送信號，其中包括讓其他人知道他們正在尋找異性。

農民可以在他們的農作物中懸掛信息素散播器，模仿雌性昆蟲的信號，誘捕或分散雄性昆蟲的注意力，使其無法找到配偶。其中一些分子可以通過化學工藝生產，但化學合成通常很昂貴，而且會產生有毒的副產品。

領導這項新研究的Nicola Patron博士是厄勒姆研究所合成生物學小組的負責人，他利用尖端科學讓植物生產這些有價值的天然產品。

合成生物學將工程原理應用於生命的組成部分–DNA。通過創建帶有構建新分子指令的基因模塊，帕特龍博士和她的小組可以將煙草等植物變成一個只需要陽光和水的工廠。

Patron博士說：”合成生物學可以讓我們對植物進行改造，讓它們製造出更多已經生產的東西，或者我們可以提供遺傳指令，讓它們製造出新的生物分子，如藥物或這些信息素。”

在這項最新工作中，該團隊與瓦倫西亞植物分子和細胞生物學研究所的科學家合作，對一種煙草，即Nicotiana benthamiana進行工程設計，以生產飛蛾性信息素。同一種植物以前曾被設計用來生產埃博拉抗體，甚至是冠狀病毒樣顆粒，用於COVID-19疫苗。

該小組在實驗室中構建了新的DNA序列來模仿飛蛾基因，並引入了一些分子開關來精確調節其表達，這有效地開啟和關閉了製造過程。

新研究的一個重要組成部分是對信息素的生產進行微調的能力，因為脅迫植物不斷製造這些分子有其缺點。

Patron博士解釋說：”隨著我們效率的提高，太多的能量被從正常的生長和發展中轉移出來。植物正在生產大量的信息素，但它們不能長得很大，這降低了我們生產線的能力。我們的新研究提供了一種以更微妙的方式調節基因表達的方法”。

在實驗室裡，該團隊著手測試和完善對負責生產模仿蛾類性信息素的特定分子混合物的基因的控制，包括臍橙蟲和棉鈴蟲蛾。

他們表明，硫酸銅可以用來精細地調整基因的活性，使他們能夠控制基因表達的時間和水平。這一點特別重要，因為硫酸銅是一種廉價且容易獲得的化合物，已經被批准用於農業。他們甚至能夠仔細控制不同信息素成分的生產，使他們能夠調整雞尾酒以更好地適應特定的飛蛾物種。

“我們已經證明我們可以控制每個基因相對於其他基因的表達水平，”Patron博士說。”這使我們能夠控制產品的比例。獲得正確的配方對於飛蛾信息素來說特別重要，因為它們通常是由兩到三個分子按特定比例混合而成。我們在西班牙的合作者現在正在提取植物製成的信息素，並在分配器中進行測試，以了解它們與雌性飛蛾相比的效果如何。”

該團隊希望他們的工作將為常規地使用植物來生產廣泛的有價值的天然產品鋪平道路。

Patron博士說：”使用植物的一個主要優勢是，使用化學過程來構建複雜的分子可能要昂貴得多。植物已經產生了一系列有用的分子，所以我們能夠使用最新的技術來調整和完善現有的機器。未來，我們可能會看到充滿植物工廠的溫室–為製造複雜分子提供一種更綠色、更便宜和更可持續的方式。”