Отодвиньтесь, маки. В одном из самых тщательно продуманных подвигов синтетической биологии до настоящего времени, исследовательская группа спроектировала дрожжи со смесью растения, бактериального, и разъедающие гены для превращения сахара в тебаин, ключевого наркотического предшественника морфия и других сильных анестезирующих наркотиков, получавшихся в течение тысяч лет от растений мака. Бригада также показала, что с дальнейшими щипками, дрожжи могли сделать hydrocodone, широко используемое болеутоляющее, теперь сделанное химически из тебаина.
“Это – главный этап”, говорит Йенс Нильсен, синтетический биолог в Техническом университете Чалмерса в Гетеборге, Швеция. Работа, он добавляет, демонстрирует изощренность увеличения синтетической биологии при передаче сложных метаболических путей в микроорганизмы.Путем щипания путей дрожжей лекарственные химики могут быть в состоянии произвести более эффективные, менее захватывающие версии наркотических болеутоляющих.
Но некоторые эксперты по биополитике волнуются, что morphinemaking напряжения дрожжей могли также позволить незаконным производителям лекарств варить героин так же легко, как энтузиасты пива домой назревают сегодня — препарат является простой химической конверсией от морфия. То беспокойство является одной причиной исследовательская группа, во главе с Кристиной Смолк, синтетический биолог в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния, не дошел заставлять дрожжи напрячься с полным путем морфия; лекарственный препарат? производители также прежде всего используют тебаин для создания новых составов.Синтетические биологи ранее спроектировали дрожжи для производства артемизинина, противомалярийного состава, но это потребовало вставки просто ряда генов растения. Заставить дрожжи делать тебаин,
Бригада Смолка уговорила клетки для выражения 21 гена всего, включая многих добавленных от разнообразного набора разновидностей (см. графический); создание hydrocodone взяло 23 гена.Их успех, сообщил онлайн на этой неделе в Науке, заглавные буквы гонка устанавливать сложный путь опиата в дрожжах. В прошлом году бригада Смолка сообщила, что технические дрожжи выполнили заключительную часть процесса, идущего от тебаина до морфия.
В апреле Винсент Мартин, микробиолог в университете Конкордии в Монреале, Канада и его коллегах сказал, что они создали дрожжи, которые могли пойти от более раннего промежуточного состава по имени R-reticuline к морфию. Несколько недель спустя Джон Дуебер, синтетический биолог в Калифорнийском университете, Беркли и коллеги объявил о дрожжах, выполняющих большую часть первой половины пути, идущего от глюкозы до другого промежуточного состава, S-reticuline.
Наконец, две группы, о которых сообщают в конце июня, что они идентифицировали давно разыскиваемый фермент, должны были выполнить химическое превращение в середине, S-reticuline к R-reticuline.A. Cuadra/ScienceНесмотря на это, многие предсказали, что потребуются годы для соединения всех частей. Как это оказывается, назад в мае, Smolke и ее коллеги уже в основном закончили задачу. “Это показывает, что эта область действительно перемещается быстро”, говорит Кеннет Ой, эксперт по политике биотехнологии в Массачусетском технологическом институте в Кембридже.
Самая важная проблема, Смолк говорит, увеличивала эффективность каждого шага, таким образом, потери не будут расти. За один шаг, например, фермент растения под названием SalSyn делал плохую работу по преобразованию R-reticuline к другому составу, названному salutaridine.
В конечном счете бригада Смолка обнаружила, что дрожжи сделали фермент неправильно, приложив неправильный сахар к ней. Исследователи решили проблему реинжинирингом вставленный ген растения.Смолк планирует продолжить чинить.
Микроорганизмы должны увеличить производство тебаина фактором 100 000 для фармацевтических фирм для интересований использованием их для создания лекарств. Это не будет легко.
Но Мартин отмечает, что исследователи повысили вывод делающих артемизинин дрожжей подобной суммой. “Это произойдет”, говорит он. “Единственный вопрос состоит в том как быстро”. Смолк недавно создал компанию под названием Antheia, базируемый в Пало-Альто, стремящемся выдвигать тот темп.Чтобы не отставать от инженеров дрожжей, Ой говорит, что эксперты по политике должны развить правила ограничить риск непреднамеренного использования спроектированных микроорганизмов.
В случае opiatemaking дрожжей такие правила могли бы запретить развивающимся напряжениям производить незаконные наркотики, такие как героин, и требовать, чтобы ученые построили в генах, препятствующих тому, чтобы микроорганизмы жили за пределами лабораторной окружающей среды, которой управляют.Не все волнуются по поводу варивших домом опиатов.
Эндрю Эллингтон, синтетический биолог в университете Техаса, Остина, называет такие страхи «раздутыми». Идея, что производство vanishingly небольшие количества опиатов через ферментацию так или иначе идет карлик проблема запрещенных наркотиков, сделанных из маков, «смехотворна», говорит он.
Но? Мартин не соглашается. “Поля маков не легко доступны кому-то в Чикаго, тогда как дрожжи могут быть сделаны доступными? любому”.