Marihuana: genetiškai modifikuotos mielės, naudojamos gaminti THCA ir CBDA

Viena didžiausių kliūčių, kad žmonės galėtų patekti į medicinos marihuaną, yra tai, kad kai kurie žmonės nepatinka marihuanos. Net kai legalizacija tampa plačiai paplitusi, piktžolės turi ilgą kelią, kol ji visiškai nepaliks blogos reputacijos. Tuo tarpu a Gamta Trečiadienis paskelbtas tyrimas gali padėti marihuanai naudinga žmonėms, kurie yra savo praeityje. Nulaužę mielių biologiją, mokslininkai rado būdą, kaip padaryti, kad marihuanos veikliosios medžiagos būtų be marihuanos augalų.

Kalifornijos universiteto Berkeley chemijos inžinerijos ir bioinžinerijos profesoriaus Jay Keasling, Ph.D., vadovaujamas tyrimas rodo, kad mielės gali būti genetiškai modifikuotos gaminant kai kuriuos pagrindinius kanabinoidus, cheminius junginius, randamus marihuanoje.

Labiausiai žinomi kanabinoidai yra THC, žinomi dėl savo gebėjimo susirasti žmonių, ir CBD (kanabidiolis), susijęs su skausmo ir nerimo palengvinimu. Šie junginiai ir dešimtis kitų žinomų kanabinoidų augale, atrodo, vaidina įvairių vaidmenų gydomojo marihuanos gydymo naudai. Keaslingas ir jo kolegos rodo, kad mielės gali būti naudojamos THCA (A9-tetrahidrokanabinolio rūgštis) ir CBDA (kanabidiolio rūgštis), cheminių pirmtakų THC ir CBD gamybai.

Šis metodas nėra naujas dalykas: genetiškai modifikuotos mielės anksčiau buvo modifikuotos gaminant apynius, suteikiančius alaus skonį, sintetinius kiaušinių baltymus ir netgi chemikalus, skirtus šokolado skoniui. Genetiniai modifikavimo būdai, tokie kaip CRISPR / Cas9, gali būti naudojami siekiant įveikti įprastus mielių gamybos procesus, leidžiant mokslininkams įterpti genų iš kito organizmo, turinčio instrukcijas, kaip gaminti kitokią cheminę medžiagą, į mielių genomą. Kadangi mielių ląstelės gyvena kaip įprasta, jos gamina norimą cheminę medžiagą, kurią mokslininkai gali surinkti.

Tokiu atveju komanda davė savo mieles a Kanapės -generuotas genas, kuriame yra nurodymų, kaip gaminti olivetolio rūgštį, pirmtaką jungiantį THC arba CBD. Jie taip pat davė jiems Kanapės genus, kurie sukurtų fermentus, kurie iš tikrųjų galėtų paversti olivetolinę rūgštį į THC ir CBD. Taigi, kartu su pastovia paprastos cukraus galaktozės dieta, mielės turėjo viską, ko jiems reikėjo, kad komanda galėtų pasiūlyti.

„Kartu“ komanda rašo: „šie rezultatai yra pagrindas gamtinių ir sintetinių kanabinoidų didelio masto gamybai, kuri galėtų pagerinti šių junginių farmakologinius tyrimus“.

Šio tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti, kaip gaminti kannabinoidus „nepriklausomai nuo kanapių auginimo“; kitaip tariant, pasinaudoti marihuanos teikiamais privalumais, nereikalaujant augalų. Tai yra didelis dalykas: šiuo metu receptinių vaistų (pvz., CBD pagrindu veikiančio epilepsijos vaisto Epidiolex) kanabinoidai yra tiesiogiai gaunami iš augalo, kur jie iš tikrųjų nėra labai didelėse koncentracijose. Jei tas pats junginys gali būti gaminamas dirbtinai, bus lengviau išplėsti receptinius vaistus.

Ir, žinoma, piktžolių konservatorių visuomenei daug lengviau vartoti tabletes, kuriose yra marihuanos junginių, nei naudoti marihuaną. Panašiai kaip opijaus aguonų kilmės opioidai, tokie kaip kodeinas ir morfinas, dažniausiai vartojami kaip vaistai, bet dabar jie yra tabu, kad patys patektų į opiumo aguonus. Dabar durys yra atviros cheminėms medžiagoms, pvz. iš neteisingai suprantamo augalo, iš kurio jie išėjo.

Anotacija:

Cannabis sativa L. buvo išaugintas ir naudojamas visame pasaulyje, kad būtų galima gydyti savo vaistus tūkstantmečius. Kai kurie kanabinoidai, būdingi bruožai Kanapės ir jų analogai buvo plačiai ištirti dėl jų galimų medicininių pritaikymų. Kai kurios kanabinoidų formulės buvo patvirtintos kaip receptiniai vaistai keliose šalyse dėl įvairių žmonių negalavimų gydymo. Tačiau kanapių tyrimus ir medicininį naudojimą trukdė teisinis planavimas Kanapės - mažai daugelio žinomų kanabinoidų daugelio planta gausa ir jų struktūrinis sudėtingumas, kuris riboja masinę cheminę sintezę. Čia pranešime apie pagrindinių kanapių bakterijų rūgšties, Δ9-tetrahidrokanabinolio rūgšties, kannabidiolio rūgšties, A9-tetrahidrokanabivarino rūgšties ir kanabidivarino rūgšties pilną biosintezę. Saccharomyces cerevisiae, iš paprasto cukraus galaktozės. Norėdami tai padaryti, mes sukūrėme natūralų mevalonato kelią, kad būtų užtikrintas didelis geranilo pirofosfato srautas ir įvestas heterologinis daugiaorganizmas gautas heksanoil-CoA biosintezės kelias. Mes taip pat pristatėme Kanapės genai, kurie koduoja fermentus, dalyvaujančius olivetolio rūgšties biosintezėje, taip pat anksčiau nenustatyto fermento su geranilpirofosfatu genas: olivetolate geranyltransferazės aktyvumas ir atitinkamų kanabinoidinių sintezių genai. Be to, mes sukūrėme biosintetinį metodą, kuris panaudojo keleto takų genų pranašumą, kad gautų kanapių analogus. Įvairių riebalų rūgščių įnešimas į mūsų sukurtus padermes davė kanabinoidų analogus su modifikacijomis molekulės toje dalyje, kuri, kaip žinoma, keičia receptorių prisijungimo afinitetą ir stiprumą. Mes taip pat parodėme, kad mūsų biologinę sistemą galima papildyti paprasta sintetine chemija, kad dar labiau išplėstume prieinamą cheminę erdvę. Mūsų darbas yra platforma gaminti natūralius ir nenatūralus kanabinoidus, kurie leis kruopščiau ištirti šiuos junginius ir gali būti naudojami kuriant įvairias žmonių sveikatos problemas.