مهندسی تولید کروسین در گیاهان میزبان هترولوگ

کروسین‌ها گروهی ارزشمند از رنگدانه‌های کاروتنوئیدی محلول در آب هستند که عمدتاً در کلاله‌های گیاه *Crocus sativus* L. (زعفران) و میوه‌های *Gardenia jasminoides* بیوسنتز می‌شوند. گیاه *Buddleja davidii* نیز مقادیر کمی کروسین تولید می‌کند. کروسین‌ها به دلیل خواص دارویی خود—از جمله اثرات ضددرد و آرام‌بخش، کاهنده فشار خون، ضد آترواسکلروز، و فعالیت علیه ویروس‌های HSV-1 و HIV-1—شناخته شده‌اند و در درمان بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی (مانند آلزایمر و سایر اختلالات عصبی)، افسردگی، زوال عقل و بیماری‌های گوناگون کبدی (نظیر آسیب شیمیایی کبد، فیبروز کبدی، سرطان کبد و غیره) مفید هستند. با این حال، پراکندگی طبیعی آن‌ها محدود است که این امر منجر به کمیابی و هزینه بالای آن‌ها شده است. از این رو، طراحی یک راهکار سبز و کارآمد برای تولید کروتین یک ضرورت حیاتی محسوب می‌شود. اخیراً، پیشرفت‌ها در زمینه سنتز این متابولیت‌ها با استفاده از میزبان‌های هترولوگ، فرصت‌هایی را برای تولید گسترده و پایدار کروتین‌ها—به‌ویژه ترکیبات گیاهی فعال یعنی کروتین I و کروتین II—فراهم کرده است. گوجه‌فرنگی، سیب‌زمینی، مرکبات و گیاه *Nicotiana* به عنوان میزبان‌های هترولوگ برای تولید آپوکاروتنوئیدها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

Crocins are a valuable group of water-soluble carotenoid pigments primarily biosynthesized in the stigmas of Crocus sativus L. (saffron) and the fruits of Gardenia jasminoides. Buddleja davidii also produces low quantities of crocin. Crocins are known for their pharmacological properties, including analgesic and sedative, antihypertensive, anti-atherosclerotic, anti-HSV-1, and anti-HIV-1, and useful in neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s and other neurological diseases, depression, dementia, and various liver ailments, including chemical liver injury, liver fibrosis, liver cancer, and so forth. However, their natural distribution is limited, leading to scarcity and high costs. Hence, there is a crucial prerequisite to design a green and effective strategy for the production of crocin. Recently, advancements in the synthesis of these metabolites using heterologous hosts have created opportunities for extensive and sustainable production of crocins, specifically the active phytocompounds, that is, crocin I and crocin II. Tomato, potato, citrus, and Nicotiana serve as the heterologous hosts for the production of apocarotenoids.