對於喜愛葡萄柚的人來說不幸的是，將這種略帶苦味但令人愉悅的柑橘類水果與某些藥物混合可能會導致危險的副作用。根據非營利性毒物控制組織國家首都毒物中心的資料，至少有 85 種藥物——包括常用的抗抑鬱藥、他汀類藥物和抗生素——已知或疑似與葡萄柚或葡萄柚汁存在相互作用。但植物研究人員目前正在研究一種可能的解決方案：基因工程改造一種對藥物安全的葡萄柚品種。
在過去的幾十年裡，科學家們已經確定了導致葡萄柚臭名昭著的干擾效應的主要罪魁禍首：一類被稱為呋喃香豆素的化學物質。這些分子可以結合並滅活腸道內一種名為 CYP3A4 的酶，這種酶有助於代謝某些藥物。這會導致血液中藥物濃度過高，從而帶來有害的過量用藥風險。（透過不同的機制，葡萄柚可能對某些藥物產生相反的效果，例如某些抗組胺藥。）許多流行的柑橘類水果——如葡萄柚、酸橙和柚子——都含有呋喃香豆素，但某些品種的橙子，包括瓦倫西亞橙、臍橙和橘子，這些化學物質的含量很低或可以忽略不計。
在最近發表於New Phytologist雜誌上的一項研究中，以色列沃卡尼研究所的研究人員發現了一個基因，該基因在葡萄柚中產生呋喃香豆素方面起著關鍵作用。根據研究作者的說法，編輯掉這個基因可能產生一種不會以這種方式干擾藥物的葡萄柚品種。
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“已經有人嘗試用化學方法去除果汁中的呋喃香豆素。人們還雜交了橘子和柚子，產生了類似葡萄柚的產品，”沃卡尼中心教授兼論文合著者 Yoram Eyal 說。“但葡萄柚汁的商業生產受到非常嚴格的[監管]，因此你不能將類似葡萄柚的東西作為‘葡萄柚汁’出售。”
Eyal 和他的同事們想嘗試一種新方法，即設計一種不含呋喃香豆素的葡萄柚——“現在我們知道要針對哪個基因了，”他說。
研究人員透過雜交葡萄柚和橘子，然後檢查由此產生的植物的遺傳物質，找到了該基因。“我們在後代中看到，其中 50% 產生呋喃香豆素，50% 不產生。這表明可能只有一個基因參與呋喃香豆素生物合成的途徑，”沃卡尼研究所博士後研究員兼該研究的第一作者 Livnat Goldenberg 說。“然後我們檢查了它的活性，我們看到它確實產生了呋喃香豆素途徑的第一個成分。”
北卡羅來納大學教堂山分校沃特金斯藥物安全科學實驗室主任 Paul Watkins 此前曾與佛羅里達州柑橘產業的利益相關者合作，以弄清葡萄柚如何幹擾藥物。他和他的同事進行了實驗，發現從葡萄柚汁中去除呋喃香豆素後，主要的已知葡萄柚-藥物相互作用不再發生。
但是，使用類似於製造無乳糖牛奶的工藝從果汁中去除這些化學物質既昂貴又影響口感。
“不幸的是，果汁也失去了原有的風味，因為在去除呋喃香豆素的過程中，[它]也去除了很多其他物質，”未參與New Phytologist研究的 Watkins 說。“如果可以使用像 CRISPR [一種基因編輯方法] 這樣的技術，創造出一整系列沒有藥物相互作用潛力的葡萄柚……那麼這在經濟上、商業上以及對於真正喜歡葡萄柚汁的人來說都具有巨大的價值。”
識別出呋喃香豆素合成中常見的基因只是第一步，沃卡尼團隊目前正在使用 CRISPR 技術培育一批真實世界的樹木。“我們正在開發這種葡萄柚，”Eyal 說。但他指出，經過編輯的植物需要大約四年時間才能長成結果的樹。
最終，研究人員的目標是生產出一種可行的葡萄柚樹，它可以被歸類為基因組編輯的，但不是轉基因生物 (GMO)；在包括以色列和美國在內的一些國家，經過 CRISPR 編輯但不包含新基因的作物可以被指定為非轉基因生物。Eyal 說，由於缺乏呋喃香豆素基因似乎不會使柑橘類植物（如橘子）更容易感染疾病或昆蟲，他和他的同事們並不擔心會對葡萄柚樹的健康產生重大影響。他也不認為會對葡萄柚的營養益處產生重大影響。“呋喃香豆素被認為是抗氧化劑，”他補充說，“但還有很多其他抗氧化劑，[例如] 維生素 C 和類黃酮。”
如果其基因組編輯工作取得成果，沃卡尼團隊計劃與醫學領域的研究人員合作，以測試改良後的果汁，首先在實驗室進行，最終進行人體研究。
“長期目標是開發不含呋喃香豆素的葡萄柚品種，”Eyal 說，“並將它們提供給葡萄柚種植者。”