2023年2月26日，我校伟德官网下app官方网站薛哲勇教授/華欣副教授課題組，在國際合成生物學領域權威刊物《Metabolic Engineering》在線發表了題為“Deciphering the network of cholesterol biosynthesis inParis polyphyllalaid a base for efficient diosgenin production in plant chassis”的研究論文。

該文章利用根癌農杆菌介導的煙草瞬時表達技術和病毒誘導的基因沉默技術，采用逐步篩選的方法，從藥用植物重樓中鑒定出九種酶：SSR1-3、SMO1-3、CPI-5、CYP51G、SMO2-2、C14-R-2、8,7SI-4、C5-SD1和7-DR1-1，成功破譯了重樓中從環阿屯醇到膽固醇的詳細生物合成代謝網絡（圖1），并進一步對甲羟戊酸途徑的關鍵基因HMGR進行了優化，将其與PpOSC1基因在煙草葉片中共表達，使環阿屯醇的積累量達到28.79 mg/g幹重，為膽固醇生物合成提供了充足的前體（圖2）。随後，研究人員采用逐一去除的方式，發現其中六種酶：SSR1-3、SMO1-3、CPI-5、CYP51G、SMO2-2和C5-SD1對煙草中膽固醇的産率至關重要。以此，在煙草中建立了一個高效膽固醇合成系統，産率為5.63 mg/g幹重，是野生型煙草産率的11.45倍。利用這一高效的膽固醇合成植物系統，進一步闡明了重樓中的薯蓣皂素形成的生物合成代謝網絡，獲得了2.12 mg/g幹重的産量。這一研究為缺乏體内功能驗證系統的藥用植物代謝途徑的表征提供了有效的策略，也為植物體内合成活性甾體皂苷奠定了基礎。

圖1單子葉植物——重樓膽固醇生物合成代謝網絡的研究

圖2煙草中環阿屯醇合成産率的提升策略

我校伟德官网下app官方网站薛哲勇教授、華欣副教授、李玉花教授和宋偉副教授為共同通訊作者，博士研究生尹雪、碩士研究生劉嘉和寇呈熹為文章的共同第一作者。我校分析測試中心譚勝男博士提供了技術支持。哈爾濱醫科大學的李暢老師和沈陽農業大學的駱世洪老師提供了對PpSMO1-3産物的核磁共振圖譜分析。

文章鍊接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.02.009