Wykorzystywanie drożdży i cukru do domowej produkcji alkoholu, to w dziejach człowieka mniej lub bardziej legalna codzienność. Wygląda na to, że wkrótce z ich pomocą będzie można produkować też morfinę oraz leki, w tym antybiotyki i leki przeciwnowotworowe. Bioinżynierowie z University of California w Berkeley piszą o tym na łamach czasopisma „Nature Chemical Biology” i wzywają do debaty na temat prawnych regulacji, które powinny uniemożliwić nadużycia.

Drożdże wytwarzające żółty barwnik, betaksantynę /William DeLoache/UC Berkeley /

Drożdże wytwarzające żółty barwnik, betaksantynę /William DeLoache/UC Berkeley /

W ciągu minionej dekady wiele laboratoriów badało możliwość przeprowadzenia z pomocą bakterii pełnego, składającego się z 15 etapów procesu, w jaki mak wytwarza niektóre, możliwe do wykorzystania medycznego, substancje. Korzystając z pomocy różnych szczepów bakterii E. coli i drożdży udało się różnym zespołom niezależnie odtworzyć fragmenty łańcucha reakcji. Nikomu jednak nie udało się przeprowadzić całego procesu od początku do końca z pomocą jednego organizmu. Aż do teraz.

Grupa naukowców pod kierunkiem eksperta bioinżynierii Johna Duebera z Berkeley i mikrobiologa Vincenta Martina z Concordia University w Québecu doprowadziła teraz do przełomu i zdołała zmusić karmione cukrem drożdże do produkcji morfiny i potencjalnych leków. Dzięki wykorzystaniu odpowiednio zmodyfikowanego szczepu drożdży udało się z pochodnej glukozy, tyrozyny otrzymać istotną dla biosyntezy morfiny retikulinę.

W procesie fermentacji chcemy podawać drożdżom glukozę i z ich pomocą przechodzić wszystkie kolejne kroki prowadzące do otrzymania substancji leczniczych– mówi profesor Dueber.Nasza praca opisuje wszystkie brakujące do tej pory etapy biosyntezy. Wystarczy je teraz powiązać i odpowiednio zwiększyć ich wydajność. To nie jest trywialne zadanie, ale da się to zrobić –dodaje.

Szczególne zainteresowanie budzi cykl syntezy alkaloidów benzoizochinolinowych (BIA), który prowadzi do wytworzenia takich opiatów, jak kodeina, czy morfina, a w dalszej kolejności przeciwbólowego oksykodonu, rozkurczającej papaweryny, czy wykorzystywanej do wytwarzania antybiotyków dihydro sangwinaryny.Rośliny makowe rosną zbyt wolno, by można było zbadać wszystkie substancje chemiczne, możliwe do otrzymania z pomocą cyklu BIA przez ich genetyczne modyfikacje– tłumaczy współautor pracy, William DeLoache z UC Berkeley.Przeniesienie tego samego mechanizmu na drożdże znacznie przyspiesza te testy –mówi.

Badacze z Kalifornii przyznają, że w obecnej sytuacji opanowanie i wykorzystanie tej metody do nielegalnego wytwarzania opiatów i substancji pochodnych jest tylko kwestią czasu. Dlatego sugerują, że jak najszybsze wprowadzenie ograniczeń, które sprawią, że zmodyfikowane szczepy drożdży nie trafią w niepowołane ręce.

 

Źródło: rmf24, PAP

Polecane: