Получены штаммы генетически модифицированных дрожжей для производства опиатов, потребность в которых велика - Гранит науки - 2014-09-05

В последнем номере журнала Nature Chemical Biology представлена работа группы исследователей Стенфордского университета (Stanford University) по созданию генно-инженерных дрожжей, продуцирующих ряд опиатов, включая морфин и оксикодон. Потребность мирового здравоохранения в опиатах, которые обладают сильным болеутоляющим и противокашлевым действием, огромна. Получают их из опийного мака (Papaver somniferum), который в фармацевтических целях в основном выращивается на австралийском острове Тасмания, что делает выход природного продукта, например, морфина, чрезвычайно зависимым от погодных условий. Есть также полусинтетический опиодид оксикодон, который получают химической модификацией тебаина, алкалоида все того же растительного происхождения.

В 2008 году руководитель настоящего исследования Кристина Смолке (Christina Smolke) внесла ряд генов опийного мака в геном дрожжей, в результате чего одноклеточные грибы стали производить из молекул простых сахаров сложный предшественник опиатов, салютаридин. В своей недавней работе она продвинулась по пути синтеза наркотических алкалоидов еще дальше, сконструировав штаммы дрожжей, способные синтезировать конечные продукты, включая оксикодон, из тебаина. По словам автора, которые приводит New Scientist, для завершения цикла превращения простого сахара в опиатный продукт «осталось только совместить две стадии в одном штамме и добиться выполнения дрожжами последних этапов – превращения салютаридина в тебаин».

Говоря о преимуществах дрожжей перед маком, Смолке отмечает, что когда биотехнологическая система заработает, 1000-литровый аппарат сможет производить столько морфина, сколько получается с гектара маковых плантаций. Но главное, этот способ производства, в отличие от посадок мака, защищен. Дрожжи выращиваются в закрытых ферментерах, которые, как правило, находятся в охраняемых производственных помещениях. Генетическая модификация дрожжей открывает новые возможности для получения новых и, возможно, улучшенных опиатов, поскольку в этом случае можно манипулировать как субстратом для выращивания микроорганизмов, так и генами, которые они экспрессируют. По мере развития этой технологии будет повышаться и безопасность производства, потому что модифицированные дрожжи требуют особых условий культивирования, а генетическая модификация сама по себе является своеобразным «штрихкодом», позволяющим отслеживать легальность источника. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».