基因改造酵母製造的止痛藥可以減少將近一年的培養時間

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罌粟

通常要從罌粟(opium poppies)製造止痛藥需要一年的時間,它們必須在全世界經過種植、收割、貨運,最後進行加工。然而,研究人員在本週發現用基因工程酵母代替,可以縮短時間至短短幾天。通常科學家在加工罌粟過程得到化學蒂巴因(thebaine),然後它們會轉變成鴉片氫可酮(opioid hydrocodone),一種被廣泛使用的止痛藥。史丹佛團隊利用基因工程酵母從糖中製造氫可酮。

在Science發表研究的領導作者Christina Smolke解釋說“十幾年前我們開始實驗的時候,很多專家都認為要用基因工程酵母代替從農場到工廠的過程是不可能的,這只是個開始。我們開發與展示的鴉片止痛藥科技可以適用在許多以植物為複合成分的藥:像是用來抗癌、抗傳染病以及抗慢性病(如高血壓或關節炎)的藥”。

研究人員可以調整酵母的基因機制,注入23種從許多品種提取出來的基因,包括植物、細菌甚至是大老鼠。這是目前為止在酵素裡製造過最複雜的化學路徑。這可以證明合成生物學(為了對人類有益,修改生物有機體)在利用微生物製造複雜的物質給人類是很有力的。

基因改造酵母

以之前將酵母用在製造抗瘧疾藥物青蒿素(artemisinin)的論文為基礎,研究人員終於縮小了鴉片的生產時間差。生產的發展出奇的快,大概在去年,複製區域的過程有重大的突破,這發生的非常快速。到了一個階段科學家可以讓酵母展現前半段與後半段的路徑來製造鴉片類藥物,不過需要使用酶來結合兩者。

據Smolke所說,她的團隊在今年五月已經可以大量處理整個複製過程,比任何人所預測的時間都早好幾年。然而,還有一大段路要走。概念已經得到證明,但生產仍然需要改進,目前要製造單劑量的氫可酮需要2000公升(4400加侖)的生物工程改造酵母。

基因改造酵母s

目前最主要的問題是,這與釀造啤酒一樣的方式會讓製造非法藥劑(例如海洛因)變成風險。事實上, Smolke與他的團隊製造完整嗎啡路徑的進度就是因為這些考量戞然而止。“我們希望有個公開的審議過程讓研究人員與政策制定者能一起參與”Smolke解釋說,“我們需要有一些選擇可以確保生物基生產的藥物化合物是在最負責任的方式下被開發”。
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來源: Iflscience