Con đường sinh tổng hợp paclitaxel ở thơng đỏ là quá trình phức tạp,
đã được nghiên cứu trong thập kỷ qua. Nhiều nghiên cứu đã khẳng định vai trị của 19 enzym tham gia sinh tổng hợp paclitaxel từ geranylgeranyl diphosphate (GGPP). Một số gen mã hĩa enzym chức năng tham gia chính vào con đường sinh tổng hợp paclitaxel đã được tách dịng, biểu hiện như
geranylgeranyl diphosphate synthase (GGPPS), taxadiene synthase (TS), taxane 5a-hydroxylase (THY5a), taxa-4(20), 11(12)-dien5a-ol-O- acetyltransferase(TAT), taxane 10b-hydroxylase (DBAT), taxane 13ahydroxylase (THY13a), taxane 2a-O-benzoyltransferase (TBT), 10- deacetylbaccatin III-10-O-acetyltransferase (10-DABT), phenylalanine aminomutase (PAM), baccatin III:3-amino-3-phenylpropanoyltransferase (BAPT), and 30-N-debenzoyl-20-deoxypaclitaxel N-benzoyltransferase
(DBTNBT). Tuy nhiên, con đường sinh tổng hợp và cơ chế cảm ứng điều hịa paclitaxel vẫn chưa được nghiên cứu ở vi nấm nội sinh (Hình 1.5).
Khả năng sinh tổng hợp paclitaxel ở vi nấm nội sinh được giả thuyết là
do cơ chế chuyển gen ngang (HGT-horizontal gene transfer). Vi nấm nội sinh sản sinh ra một số hợp chất để duy trì mối quan hệ cộng sinh với cây chủ,
thúc đẩy sự phát triển của cây chủ và giúp chúng tồn tại được trong cây chủ
[47]. Chuyển gen ngang thường được quan sát trong sinh vật nhân sơ và cho đến gần đây được chứng minh cĩ tầm quan trọng hạn chế đối với sinh vật nhân chuẩn. Hezari và cộng sự đã tách dịng thành cơng gen ts và chỉ ra rằng gen này cĩ nguồn gốc thực vật chứ khơng phải cĩ nguồn gốc từ vi nấm [48]. Kết quả giải trình tự gen khác như dbat và bapt cho thấy trình tự nucleotide của các gen từ nấm cĩ độ tương đồng cao gen tương ứng từ cây thơng đỏ. Khơng riêng vi nấm sinh paclitaxel, nhiều chất kháng tế bào ung thư khác
gồm podophyllotoxin, camptothecine, vinblastine, hypericin và diosgenin đã được tìm thấy ở vi nấm ký sinh trên cây chủ cĩ khả năng sinh chất tương đương [47, 49].
So với phương pháp truyền thống tốn nhiều thời gian và cơng sức, việc sử dụng chỉ thị phân tử đang là cơng cụ hữu hiệu nhằm sàng lọc các chủng vi nấm cĩ khả năng sinh paclitaxel. Dựa trên sự bảo thủ của 3 gen chính tham gia sinh tổng hợp paclitaxel, các cặp mồi PCR đặc hiệu được thiết kế dựa trên các vùng bảo thủ của gen ts, dbat và bapt. Gen ts được khuếch đại thành cơng từ các chủng nấm khác nhau như Fusarium solani, Taxomyces andreanae và
Gibberella intermedia. Sản phẩm PCR khuếch đại gen dbat được quan sát thấy ở nấm Fusarium solani, Cladosporium cladosporoides, Aspergillus candidus và Fusarium redolens. Ngồi ra, gen bapt được khuếch đại thành cơng ở Colletotrichum gloeosporioides, Guignardia mangiferae và Fusarium redolens. Hiện nay, cĩ hơn 30 chủng vi nấm nội sinh sinh tổng hợp paclitaxel
dao động từ 10 ng/L đến 800 μg/L thơng qua sàng lọc truyền thống/chỉ thị
phân tử.