מולקולה בעלת ערך שמקורה בעץ קליפת הסבון ומשמשת כמרכיב מפתח בחיסונים, שוכפלה בפעם הראשונה במארח צמח חלופי, ופתחה הזדמנויות חסרות תקדים לתעשיית החיסונים.
שיתוף פעולה מחקרי בראשות מרכז ג'ון אינס השתמש ברצף הגנום שפורסם לאחרונה של עץ קליפת הסבון הצ'יליאני (Quillaja saponaria) כדי לאתר ולמפות את הגנים והאנזימים החמקמקים ברצף המסובך של השלבים הדרושים לייצור המולקולה QS-21.
באמצעות טכניקות ביטוי חולפות שפותחו במרכז ג'ון אינס, הצוות שיקם את המסלול הכימי בצמח טבק, והדגים לראשונה ייצור "ללא "עץ" של התרכובת המוערכת הזו.
המחקר שלנו פותח הזדמנויות חסרות תקדים עבור תוספי חיסון ביו-הנדסה. כעת אנו יכולים לחקור ולשפר את התרכובות הללו כדי לקדם את התגובה החיסונית האנושית לחיסונים ולייצר QS-21 באופן שאינו תלוי במיצוי מעץ קליפת הסבון".
פרופסור אן אוסבורן FRS, ראש קבוצה במרכז ג'ון אינס
תוספי חיסון הם חומרים ממריצים חיסוניים אשר מקדמים את תגובת הגוף לחיסון – והם מרכיב מפתח של חיסונים אנושיים לשלבקת חוגרת, מלריה ואחרים הנמצאים בפיתוח.
QS-21, אדג'ובנט חזק, מקורו ישירות מקליפת עץ קליפת הסבון, מה שמעלה חששות לגבי הקיימות הסביבתית של האספקה שלו.
במשך שנים רבות חוקרים ושותפים תעשייתיים מחפשים דרכים לייצר את המולקולה במערכת ביטוי חלופית כמו צמחי שמרים או טבק. אבל המבנה המורכב של המולקולה וחוסר הידע על המסלול הביוכימי שלה בעץ מנעו זאת עד כה.
בעבר חוקרים בקבוצתו של פרופסור אוסבורן הרכיבו את החלק המוקדם של המסלול המרכיב את מבנה הפיגום עבור QS-21. עם זאת, החיפוש אחר המסלול המלא הארוך יותר, שרשרת האציל שמהווה חלק מכריע אחד של המולקולה המעוררת תאי חיסון, נותר לא גמור.
במחקר חדש המופיע ב ביולוגיה כימית של הטבעחוקרים במרכז ג'ון אינס השתמשו במגוון גישות לגילוי גנים כדי לזהות כ-70 גנים מועמדים והעבירו אותם לצמחי טבק.
על ידי ניתוח דפוסי ביטוי גנים ומוצרים, הנתמכים על ידי פלטפורמות התהודה המטבולומית והגרעינית (NMR) במרכז ג'ון אינס, הם הצליחו לצמצם את החיפוש ל-20 הגנים והאנזימים האחרונים המרכיבים את מסלול QS-21.
הסופרת הראשונה ד"ר Laetitia Martin אמרה: "זו הפעם הראשונה ש-QS-21 מיוצר במערכת ביטוי הטרולוגית. זה אומר שאנחנו יכולים להבין טוב יותר כיצד מולקולה זו פועלת וכיצד אנו עשויים לטפל בבעיות של קנה מידה ורעילות.
"מה שמתגמל כל כך הוא שהמולקולה הזו משמשת בחיסונים ובכך שהצלחתי להפוך אותה ליותר קיימא לפרויקט שלי יש השפעה על חייהם של אנשים. זה מדהים לחשוב שמשהו כל כך מתגמל מבחינה מדעית יכול להביא טוב כזה לחברה".
"ברמה האישית המחקר הזה היה מתגמל ביותר מבחינה מדעית. אני לא כימאי אז לא יכולתי לעשות זאת ללא התמיכה של פלטפורמת המטבולומיקה ופלטפורמת הכימיה של מרכז ג'ון אינס".
הצוות שיתף פעולה עם Plant Bioscience Limited PBL (Plant Bioscience Limited) Norwich Limited אשר מובילה את המסחור של פרויקט זה.
ביוסינתזה מלאה של תוסף החיסון החזק QS-21 מופיע ב ביולוגיה כימית של הטבע.
