Марихуана: генетично модифіковані дріжджі, що використовуються для виробництва THCA і CBDA

Однією з найбільших перешкод для отримання людей на борту медичної марихуани є те, що деякі люди не люблять марихуану. Навіть після того, як легалізація стає широко поширеною, перед тим, як повністю пролити свою погану репутацію, бур'ян має довгий шлях. Тим часом висновки a Природа Дослідження, опубліковане в середу, може допомогти зробити марихуану корисною для людей, які злякалися у своєму минулому. Руйнуючи біологію дріжджів, вчені знайшли спосіб зробити активні інгредієнти марихуани без рослини марихуани.

Дослідження, проведене під керівництвом професора Джей Кейслінга, професора хімічного машинобудування і біоінженерії Берліні, показує, що дріжджі можуть бути генетично модифіковані для виробництва деяких основних каннабіноїдів, хімічних сполук, що містяться в марихуані.

Найбільш відомими каннабіноїдами є ТГК, відомі своєю здатністю отримувати людей високими, і КБР (каннабидиол), пов'язані з полегшенням болю і тривоги. Ці сполуки, і десятки інших відомих каннабіноїдів у рослині, здається, відіграють різні ролі в терапевтичних вигодах медичної марихуани. Keasling і його колеги показують, що дріжджі можуть бути використані для виробництва THCA (Δ9-тетрагидроканнабинольная кислота) і CBDA (каннабідіольна кислота), хімічних попередників до THC і CBD.

Ця методика не є нічим новим: генетично модифіковані дріжджі були раніше модифіковані для виробництва хмелю для додання смаку пива, синтетичних яєчних білків і навіть хімічних речовин для ароматизації шоколаду. Методи генетичної модифікації, такі як CRISPR / Cas9, можуть бути використані для захоплення звичайних процесів виробництва дріжджів для отримання сполук, дозволяючи вченим вставляти в геном дріжджів ген з іншого організму, який несе в собі інструкції для виготовлення іншої хімічної речовини. Оскільки клітини дріжджів продовжують своє життя, як звичайно, вони виробляють потрібну хімічну речовину, яку вчені можуть збирати.

У цьому випадку команда дала свої дріжджі a Каннабіс гена, який несе інструкції для одержання олеветолової кислоти, сполуки-попередники до THC або CBD. Вони також дали їм Каннабіс гени, які могли б створити ферменти, які могли б фактично перетворити оліветолову кислоту в THC і CBD. Таким чином, разом з постійною дієтою простого цукру-галактози, дріжджі мали все необхідне, щоб зробити команду.

"Разом", пише команда, "ці результати закладають основу для масштабного виробництва як природних, так і синтетичних каннабіноїдів, які могли б поліпшити фармакологічні дослідження цих сполук".

Метою цього дослідження було з'ясувати, як виробляти каннабіноїди «незалежно від вирощування каннабісу»; іншими словами, щоб скористатися перевагами марихуани, не потребуючи рослини. Існує великий вплив на це: Каннабіноїди, що використовуються в даний час для ліків, що відпускаються за рецептом (наприклад, антипіцидний препарат на основі CBD), отримують безпосередньо з рослини, де вони фактично не існують в дуже високих концентраціях. Якщо одне і те ж з'єднання можна виробляти штучно, набагато легше розширити його, щоб виготовити ліки, що відпускаються за рецептом.

І, звичайно, для публічно-консервативної публіки, набагато легше взяти таблетку, що містить сполуки марихуани, ніж використовувати саму марихуану. Точно так само, як опіоїди опіумного маку, такі як кодеїн і морфін, зазвичай використовуються як наркотики, але тепер заборонено отримувати високий вміст опійних маків, двері тепер відкриті для хімічних речовин, таких як CBD і THC, для існування і виробництва з неправильно зрозумілого заводу, з якого вони походять.

Анотація:

Cannabis sativa Л. культивується і використовується по всьому світу для своїх лікувальних властивостей протягом тисячоліть. Деякі каннабіноїди, відмінні складові Росії Каннабіс, а їх аналоги широко вивчені для їх потенційного медичного застосування. Деякі рецептури каннабіноїдів були схвалені як лікарські засоби, що відпускаються за рецептом, у ряді країн для лікування ряду захворювань людини. Проте дослідження та медикаментозне застосування каннабіноїдів ускладнюється законодавчим плануванням Каннабіс, низький вміст рослин майже всіх десятків відомих каннабіноїдів і їх структурна складність, що обмежує об'ємний хімічний синтез. Тут ми повідомляємо про повний біосинтез основних каннабіноїдів каннабігеролової кислоти, Δ9-тетрагидроканнабинольной кислоти, каннабидиоловой кислоти, Δ9-тетрагидроканнавивариновой кислоти і каннабидивариновой кислоти в Saccharomyces cerevisiae від простого цукру галактози. Для досягнення цього ми розробили нативний мевалонатний шлях для забезпечення високого потоку геранілпірофосфату і ввели гетерологічний, багатоорганічний біосинтетичний шлях гексаноил-СоА. Ми також ввели Каннабіс гени, що кодують ферменти, що беруть участь у біосинтезі оліветолової кислоти, а також ген раніше невідкритого ферменту з активністю геранілпірофосфату: оливетолат геранілтрансферази та гени відповідних каннабіноїдних синтаз. Крім того, ми встановили біосинтетичний підхід, який використовував безладність декількох генів шляхів для отримання канабіноїдних аналогів. Подача різних жирних кислот на наші інженерні штами дало аналоги канабіноїдів з модифікаціями частини молекули, яка, як відомо, змінює спорідненість до рецептора і потенцію. Ми також показали, що наша біологічна система може бути доповнена простою синтетичною хімією для подальшого розширення доступного хімічного простору. Наша робота представляє платформу для виробництва природних і неприродних каннабіноїдів, які дозволять більш ретельно вивчати ці сполуки і можуть бути використані при розробці методів лікування різних проблем здоров'я людини.