Marijuana: Yeast Modified Genetik Digunakan untuk Menghasilkan THCA dan CBDA

Salah satu halangan yang paling besar untuk mendapatkan orang di atas ganja perubatan ialah sesetengah orang tidak suka ganja. Walaupun legalisasi menjadi meluas, rumpai mempunyai jalan panjang untuk pergi sebelum ia sepenuhnya menumpahkan reputasi yang buruk. Dalam pada itu, penemuan a Alam Kajian yang diterbitkan Rabu ini boleh membantu menjadikan ganja berguna kepada orang yang curiga masa lalu. Dengan menggodam biologi yis, saintis mendapati cara untuk membuat ramuan aktif ganja tanpa tumbuhan ganja.

Kajian yang diketuai oleh Jay Keasling, Ph.D., University of California, profesor kimia kejuruteraan dan bioengineering Berkeley, menunjukkan bahawa ragi boleh diubahsuai secara genetik untuk menghasilkan beberapa cannabinoids utama, sebatian kimia yang terdapat dalam ganja.

Cannabinoids yang paling terkenal adalah THC, yang dikenali dengan keupayaannya untuk mendapatkan orang yang tinggi, dan CBD (cannabidiol), yang dikaitkan dengan pelepasan dari rasa sakit dan kecemasan. Sebatian-sebatian ini dan berpuluh-puluh cannabinoids lain yang dikenali di dalam tumbuhan, nampaknya memainkan pelbagai peranan dalam manfaat terapeutik ganja perubatan. Keasling dan rakan-rakannya menunjukkan bahawa ragi boleh digunakan untuk menghasilkan THCA (asid Δ9-tetrahydrocannabinolic) dan CBDA (asid kannabidiolic), prekursor kimia untuk THC dan CBD.

Teknik ini bukanlah perkara baru: Yisbah diubahsuai secara genetik sebelum ini telah diubah suai untuk menghasilkan hop untuk menyebarkan rasa bir, putih telur sintetik, dan juga bahan kimia untuk rasa coklat. Teknik pengubahsuaian genetik seperti CRISPR / Cas9 dapat digunakan untuk merampas proses biasa ragi untuk menghasilkan senyawa dengan membolehkan para saintis memasukkan gen dari organisme yang berbeda - membawa petunjuk untuk membuat kimia yang berbeda - ke dalam genom ragi. Apabila sel-sel yis menjalankan kehidupan mereka seperti biasa, mereka menghasilkan bahan kimia yang dikehendaki, yang mana kemudiannya para saintis dapat mengumpul.

Dalam kes ini, pasukan memberi ragi mereka a Ganja gen yang diturunkan yang membawa arahan untuk menghasilkan asid olivetolic, sebatian prekursor kepada THC atau CBD. Mereka juga memberi mereka Ganja gen yang akan mencipta enzim yang sebenarnya boleh menjadikan asid olivetolic ke dalam THC dan CBD. Oleh itu, bersama dengan galaktosa gula mudah, ragi mempunyai segala-galanya yang diperlukan untuk membuat tawaran pasukan.

"Bersama-sama," tulis tim, "hasil ini meletakkan dasar untuk produksi besar-besaran dari kannabinoid alami dan sintetis, yang dapat meningkatkan penyelidikan farmakologi ke dalam senyawa ini."

Titik kajian ini adalah untuk mengetahui cara menghasilkan cannabinoids "bebas daripada penanaman kanabis"; dengan kata lain, untuk meraih faedah ganja tanpa memerlukan tumbuhan. Terdapat peningkatan besar untuk melakukannya: Cannabinoids yang kini digunakan untuk ubat-ubatan preskripsi (seperti ubat anti-sawan Epidiolex berasaskan CBD) diperoleh secara langsung dari tumbuhan, di mana mereka tidak benar-benar wujud dalam kepekatan yang sangat tinggi. Sekiranya sebatian yang sama boleh dihasilkan secara buatan, ia akan menjadi lebih mudah untuk meningkatkan untuk membuat ubat preskripsi.

Dan, tentu saja, untuk orang awam yang konservatif, lebih mudah untuk mengambil pil yang mengandungi sebatian ganja daripada menggunakan ganja itu sendiri. Dengan cara yang sama, opioid-opioid yang berasal dari popi seperti codeine dan morfin biasanya digunakan sebagai ubat-ubatan tetapi kini tabu untuk mendapatkan tinggi pada popi popium sendiri, pintu kini terbuka untuk bahan kimia seperti CBD dan THC wujud dan dihasilkan, jauh dari tumbuhan yang salah faham dari mana mereka datang dari tempat pertama.

Abstrak:

Ganja sativa L. telah ditanam dan digunakan di seluruh dunia untuk sifat perubatannya selama beribu tahun. Sesetengah cannabinoids, unsur-unsur yang penting ialah Ganja, dan analog mereka telah disiasat secara meluas untuk aplikasi perubatan mereka yang berpotensi. Formula cannabinoid tertentu telah diluluskan sebagai ubat preskripsi di beberapa negara untuk rawatan pelbagai penyakit manusia. Walau bagaimanapun, kajian dan penggunaan ubat cannabinoids telah terjejas oleh penjadualan undang-undang Ganja, kelimpahan planta yang rendah hampir semua berpuluh-puluh cannabinoids yang diketahui, dan kerumitan strukturnya, yang mengehadkan sintesis kimia pukal. Di sini kami melaporkan biosintesis lengkap asid cannabigerolic utama cannabinoids, asid Δ9-tetrahydrocannabinolic, asid kannabidiolic, Δ9- asid tetrahydrocannabivarinic dan asid cannabidivarinic dalam Saccharomyces cerevisiae, dari galaktosa gula mudah. Untuk mencapai matlamat ini, kami merekabentuk laluan mevalonat asli untuk memberikan fluks geraniil pyrofosfat yang tinggi dan memperkenalkan laluan biosintesis heksanoyl-CoA yang berasal dari pelbagai organisma heterologous. Kami juga memperkenalkan Ganja gen yang menyandarkan enzim yang terlibat dalam biosintesis asid olivetolic, serta gen untuk enzim yang belum ditemui sebelumnya dengan geranylpyrophosphate: aktiviti geranyltransferase olivetolat dan gen untuk synthase cannabinoid yang bersamaan. Tambahan pula, kami menubuhkan pendekatan biosintetik yang memanfaatkan pergaulan beberapa gen laluan untuk menghasilkan analog cannabinoid. Memakan asid lemak berlainan kepada strain rekayasa kami menghasilkan analog cannabinoid dengan pengubahsuaian di bahagian molekul yang diketahui mengubah pengikat resin dan pertalian yang mengikat. Kami juga menunjukkan bahawa sistem biologi kami boleh dilengkapkan dengan kimia sintetik mudah untuk memperluaskan ruang kimia yang boleh diakses. Kerja kami membentangkan satu platform untuk pengeluaran cannabinoids semula jadi dan tidak semulajadi yang akan membolehkan kajian yang lebih ketat terhadap sebatian ini dan boleh digunakan dalam pembangunan rawatan untuk pelbagai masalah kesihatan manusia.