Биотехнологи создали дрожжи, производящие "заготовки" опиатов
18.05.2015
Американо-канадские биотехнологи создали новый тип трансгенных дрожжей, способных превращать сахар в сырье для изготовления опиатов, в том числе и морфина, а также ряда лекарственных средств.
Слева – обычная культура дрожжей, справа – трансгенный штамм, синтезирующий «заготовки» опиатов
МОСКВА, 18 мая – РИА Новости. Генетики вывели новый сорт генно-модифицированных дрожжей, которые превращают сахар не в спирт или в углекислоту, а в сырье для изготовления опиатов и ряда лекарственных препаратов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology.
"Что нам реально хочется сделать – скармливать дрожжам глюкозу и научить ее исполнять все химические шаги, необходимые для производства молекул того лекарства, которое вам нужно. В нашем исследовании мы описали каждую из этих ступеней, и теперь их осталось лишь связать между собой и довести их до промышленного уровня. Это сложно, но осуществимо", — рассказывает Джон Дюбер (John Dueber) из университета Конкордии в Квебеке (Канада).
Дюбер и несколько других биоинженеров сделали потенциально опасный шаг в сторону синтетических опиатов, пытаясь воспроизвести внутри дрожжей работу наиболее сложной части той цепочки ферментов, которая отвечает за производство морфина и прочих опиатов в клетках мака.
Эта часть "конвейера" отвечает за сборку молекул так называемых бензил-изо-хинолинов (БИХ) – сложных органических молекул из трех углеводородных колец, составляющих основу морфина, кодеина, ряда других опиатов, а также несколько десятков антираковых и антиконвульсивных лекарств, которые можно найти внутри маковых кубышек.
Подобные молекулы склеиваются в клетках мака из двух молекул аминокислоты тирозина, которые особым образом окисляются и меняются перед соединением. Воспроизведение этой фазы вызывало большие трудности у биохимиков, так как в клетках дрожжей отсутствуют нужные детали этого "конвейера".
Группа Дюбера решила эту проблему, вставив в геном дрожжей ген другого растения – обычной свеклы, который позволил дрожжам превращать тирозин в дофамин, гормон удовольствия и одну из "половинок" молекул БИХ.
Подобный прием позволил ученым воспроизвести примерно половину звеньев цепочки, отвечающей за производство морфина и прочих опиатов. Учитывая то, что другие части этого конвейера были воспроизведены еще в 2008 и в 2011 году, теперь у биотехнологов есть возможность вырастить полноценные опийные дрожжи, объединив эти наработки.
"В принципе, любой человек, обладающий доступом к такому сорту дрожжей и обладающий базовыми навыками по их ферментации, сможет вырастить грибок, производящий морфин, используя обычный набор для домашнего пивоварения", — предупреждает Таня Бубела (Tania Bubela) из университета провинции Альберта в Эдмонтоне (Канада), эксперт-биотехнолог, не связанный с авторами статьи.
По ее словам, по этой причине все подобные исследования должны проводиться под контролем со стороны наркологических служб, и доступ к их выводам, а также к самим образцам дрожжей, должен быть строго ограничен. Как отмечает эксперт, если такие дрожжи попадут в руки наркокартелей в Мексике или в других неблагополучных странах, то подавить производство таких опиатов будет практически невозможно.
Наиболее простой метод решения этой проблемы – встроить в дрожжи такие цепочки генов, которые сделают грибок зависимым от ряда синтетических веществ, без которых он не сможет жить вне стен лаборатории. Кроме того, в них можно встроить специальные метки, которые бы помогали правоохранителям находить культуры опиатных дрожжей при помощи простых тестов.
Сами авторы статьи призывают видеть позитивные стороны в своем исследовании – по их словам, БИХ и их производные можно использовать не только для производства опиатов, но и для создания аналогов 2,5 тысяч не вызывающих зависимости молекул, которые содержатся в маковых кубышках и свойства которых пока не изучены.
РИА Новости
http://ria.ru/science/20150518/1065186406.html#ixzz3hp24jnDC08.07.15
Ученые пытались выяснить реакции превращения глюкозы и прочих простых соединений в кодеин, морфин и им подобные алкалоиды опия, на протяжении десятилетий. Среди важных вех, пройденных на этом пути, работа немецких биохимиков 1992 года, в которой был открыт 1,2— дегидроретикулин, промежуточный продукт трансформации предшественника морфина S-ретикулина в R-ретикулин, изомером которого является самый известный опиат. Но те исследователи работали с экстрактами мака, и ни генов, ни ферментов, ответственных за проведение двухэтапного процесса в растении, они не выделяли. Чуть позже британский биохимик-генетик Иэн Грэхем (Ian Graham) из Университета Йорка (University of York) обнаружил молекулу интерферирующей РНК, которая подавляла активность некого гена, результатом чего было накопление в растении предшественника опиата без образования конечного продукта. Продолжив изучение роли этой же РНК, Грэхем выделил ген под названием STORR, который, как выяснилось, кодирует белок, участвующий в обеих стадиях превращения S-ретикулина в R-ретикулин. Вместе с коллегами он также проанализировал мутантные растения, накапливающие S-ретикулин, и обнаружил, что мутация, препятствующая его превращению в конечный продукт, находится именно в гене STORR. Внеся нормальный ген STORR в геном дрожжей, ученые увидели, что последние приобрели способность конвертировать S-ретикулин в R-ретикулин. Эта работа опубликована в последнем июньском номере Science (25 June, 2015).
Месяц назад в журнале Nature Chemical Biology группа синтетических биологов из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) во главе с Джоном Дюбером (John Dueber) сообщила о создании штамма дрожжей, который содержит все гены первой половины биохимического пути превращения простых сахаров в морфин. Это частично воспроизводит реакции, проходящие в маковых растениях при синтезе опиатов. Авторы тогда заявили, что создание генно-инженерного штамма дрожжей, который осуществлял бы процесс полностью, дело нескольких лет или даже месяцев. По словам Дюбера, которые сейчас приводит Science NOW, работа его британских коллег «солидна», в ней не только выявлена недостающая стадия, но показано, что ответственный за нее ген нормально работает при переносе в дрожжи и даже бактерии. Несмотря на перспективу производства ценного препарата в дрожжах безопасным и недорогим способом, достижения ученых вызвали у некоторых экспертов опасения относительно доступности производящего опиаты штамма для наркодилеров, «которые будут варить героин так же просто, как варится пиво в домашних пивоварнях». Дюбер считает, что бактерии в качестве производителей синтетического морфина предпочтительней, хотя и будут производить его в меньших количествах. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».
Эхо Москвы, Гранит науки.
http://echo.msk.ru/programs/granit/1580934-echo/
Просмотр сообщений
лишь бы пагода была не дождливая
в Оне хорошо выглядит, не то что в "Иррациональном человеке" 
