在烟草植物中生物合成的稀有皂皮树皂角苷疫苗佐剂

研究人员已经在罕见智利皂皮树中阐明了用于制造一种前景看好疫苗佐剂的生物合成途径，并在烟草植物中重新构建了该合成途径。这些发现为以皂角苷为基础的重要疫苗添加剂的可扩展和可持续生产铺平了道路，对皂角苷日益增长的需求引发了人们对该供应链的环境和商业可持续性的担忧。智利皂皮树（Quillaja saponaria）可生成肥皂样分子，后者被称为QS皂角苷。虽然这些化合物长期以来一直用于药物、肥皂和食品添加剂，但从该树内皮中提取的QS皂角苷最近被证明是有效的疫苗佐剂，它们可被添加到疫苗中以引导和增强其预期的免疫反应。例如，由皂角苷衍生的QS-21已用于人类带状疱疹和疟疾疫苗，而QS-7和QS-17则存在于数种 COVID-19 的候选疫苗。然而，鉴于它们在化学上的复杂性，这些极具价值佐剂的唯一商业来源是相对罕见的Q. saponaria树的树皮，这一因素限制了它们在全球的可用性。了解Q. saponaria中皂角苷的生物合成可为持续性生产QS皂角苷提供新的机会，并为开发未来用于疫苗的具有新型免疫刺激属性的工程制造的皂角苷提供信息。James Reed和同事对Q. saponaria基因组进行了测序，并通过在烟草植物中的组合表达发现了一个有16种生物合成途径酶的系列，这些酶能用于生成QS皂角苷的中间体。通过在烟草植物中重建这一途径，Reed等人在Q. saponaria树之外展示了对QS-7的完整生物合成（尽管数量很少）；QS-7是一种具高效低毒治疗潜力的皂角苷。据作者披露，完整的Q. saponaria基因组和全面转录组的可用性为获取其它QS皂角苷提供了“指导手册”（其中包括那些工程制造的具新型属性的皂角苷），并能在一个临时的植物表达平台中生产它们。Helena Chubatsu Nunes和Thu-Thuy Dang在一篇相关的《视角》中写道：“Reed等人的研究在数量有限的、生物合成途径被完全阐明的天然植物产物中增添了QS-7，并在数量更少的、在异源系统中合成途径被重构以扩大生产规模的化合物中添加了新的成员。”人们可在3月23日（星期四）获取相关播客https://www.science.org/podcasts。）