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1月22日，中国科协生命科学学会联合体公布了2024年度“中国生命科学十大进展”，其中由中国农业科学院深圳农业基因组研究所（大鹏湾实验室）闫建斌研究员牵头完成的“紫杉醇生物合成”成功入选。据悉，这是中国农科院作为成果第一单位首次荣获该奖项。紫杉醇（Taxol或Paclitaxel）是全球最畅销的植物源广谱抗癌药物，以其出色的抗肿瘤效果在全球医药市场上占据重要位置。它不仅在治疗乳腺癌、肺癌、前列腺癌和卵巢癌等多种癌症方面表现出色，其衍生物如多西他赛和卡巴他赛同样应用广泛，极大地满足了国际市场的巨大需求，并挽救了无数生命。特别是在20世纪90年代末到21世纪初，紫杉醇的年销售额超过了15亿美元，在2001年的高峰期达到了20亿美元，成为当时备受瞩目的抗癌“神药”。
然而，紫杉醇的生产面临着显著挑战。由于其复杂的化学结构，尽管已有超过十条全合成路线被报道，但这些方法因步骤繁琐、效率低下而未能实现工业化生产。目前，紫杉醇主要通过半合成方式生产，即从红豆杉的枝叶中提取关键中间体（10-去乙酰基巴卡丁III），再经四步化学反应制得紫杉醇。但由于红豆杉生长缓慢，易受自然灾害影响，且枝叶中的前体含量低，导致提取难度大，难以满足日益增长的临床需求。
解决这一问题的关键在于打通紫杉醇的生物合成路径，这不仅是近半个世纪以来科学界面临的重大挑战之一，也是保障公共健康与生态环境安全的重要一步。面对环境污染和高成本的问题，发展可持续的紫杉醇生产方法显得尤为重要。
基因组所（大鹏湾实验室）闫建斌闫建斌团队联合北京大学雷晓光等团队，成功发现了紫杉醇生物合成路径中的关键酶，并揭示了这一过程中颠覆传统认知的关键药效基团形成机制。他们实现了在异源系统中合成紫杉醇前体——巴卡亭III分子，从而打通了紫杉醇的生物合成途径。这项成果被视为开启紫杉醇生物制造领域的重要里程碑，标志着“中国在紫杉醇生物合成理论和技术上处于世界领先地位”。《人民日报》将其作为新质生产力的典型案例进行了报道。![]()
据悉，中国生命科学十大进展已连续评选十个年度，该奖项旨在推动生命科学研究和技术创新，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。闫建斌，研究员，博导，合成生物学研究中心主任，国家杰青项目获得者，国家重点研发计划项目首席科学家，2024新基石科学基金会“科学探索奖”获得者。闫建斌课题组长期从事植物代谢与合成生物学研究工作，研究紫杉醇等重要植物代谢物的生物合成途径，研究植物激素茉莉素的信号途径与代谢调控机制，重编程植物细胞代谢网络，发展植物合成生物学与生物制造底盘。揭示了红豆杉成为“植物大熊猫”的遗传基础，鉴定了紫杉醇生物途径的基因簇和关键合成酶，建立了紫杉醇异源生物合成路线；揭示了激素类天然产物茉莉素代谢调控分子机制，阐明了茉莉素生物合成途径的演化规律等。在Science、Nature Plants、Molecular Plant、Plant Cell等学术期刊发表论文50篇，获得国家发明专利等20余项。多篇论文获专评、入选Faculty Opinions或ESI高被引论文。![]()
