生物工程的突破:烟草植物合成关键疫苗成分

开发了一种从烟草植物中生产关键疫苗成分QS-21的新方法，为传统的皂皮树提取提供了一种可持续的替代方法，并加强了疫苗的生产。

　　

皂皮的发现为全球疫苗市场提供了可持续性助推器，为生物工程疫苗佐剂开辟了前所未有的机会。

一种从皂树皮树上提取的有价值的分子，被用作疫苗的关键成分，首次在一种替代植物宿主中被复制，为疫苗工业开辟了前所未有的机会。

由John Innes中心领导的一项研究合作利用最近公布的智利皂皮树(Quillaja saponaria)的基因组序列，在产生分子QS-21所需的复杂步骤序列中，追踪并绘制了难以捉摸的基因和酶。

通过利用皂树皮树的基因组，研究人员为生物工程疫苗佐剂开辟了新的可能性，有可能提高疫苗效力并减少对环境的影响。

推进疫苗研发

利用John Innes中心开发的瞬时表达技术，该团队重建了烟草植物中的化学途径，首次证明了这种高价值化合物的“自由”生产。

约翰英纳斯中心的小组负责人Anne Osbourn教授说:“我们的研究为生物工程疫苗佐剂开辟了前所未有的机会。我们现在可以研究和改进这些化合物，以促进人类对疫苗的免疫反应，并以一种不依赖于从皂树皮树中提取的方式生产QS-21。”

疫苗佐剂是一种免疫刺激剂，可使人体对疫苗产生反应，是带状疱疹、疟疾和其他正在开发的人类疫苗的关键成分。

疫苗成分的可持续解决方案

QS-21是一种强效佐剂，直接来自于皂皮树的树皮，这引起了人们对其供应的环境可持续性的关注。

多年来，研究人员和工业合作伙伴一直在寻找在酵母或烟草植物等替代表达系统中生产这种分子的方法。然而，到目前为止，分子的复杂结构和缺乏对其在树中的生化途径的了解阻碍了这一点。

此前，奥斯本教授小组的研究人员已经组装了构成QS-21支架结构的早期通路。然而，寻找更长的完整途径，即形成刺激免疫细胞的分子的一个关键部分的酰基链，仍未完成。

智利皂树皮树-一种有价值的疫苗成分QS-21的来源。资料来源:约翰英纳斯中心

在1月26日发表在《Nature Chemical Biology》杂志上的一项新研究中，John Innes中心的研究人员使用一系列基因发现方法鉴定了大约70个候选基因，并将它们转移到烟草植物上。

通过分析基因表达模式和产物，在约翰英纳斯中心的代谢组学和核磁共振(NMR)平台的支持下，他们能够将搜索范围缩小到构成QS-21途径的最后20个基因和酶。

第一作者Laetitia Martin博士说:“这是QS-21第一次在异源表达系统中产生。这意味着我们可以更好地了解这种分子是如何工作的，以及我们如何解决规模和毒性问题。值得奖励的是，这种分子被用于疫苗中，通过使其更可持续，我的项目对人们的生活产生了影响。想到这么有科学价值的东西能给社会带来这么好的好处，真是太神奇了。在个人层面上，这项研究在科学上是非常有益的。我不是化学家，所以如果没有约翰英纳斯中心代谢组学平台和化学平台的支持，我不可能做到这一点。”

该团队与Plant Bioscience Limited PBL (Plant Bioscience Limited) Norwich Limited合作，后者正在领导该项目的商业化。

参考文献:“Complete Biosynthesis of the potent vaccine adjuvant QS-21” 26 January 2024, Nature Chemical Biology.