Wykorzystywanie drożdży i cukru do domowej produkcji alkoholu, to w dziejach człowieka mniej lub bardziej legalna codzienność. Wygląda na to, że wkrótce z ich pomocą będzie można produkować też morfinę oraz leki, w tym antybiotyki i leki przeciwnowotworowe. Bioinżynierowie z University of California w Berkeley piszą o tym na łamach czasopisma "Nature Chemical Biology" i wzywają do debaty na temat prawnych regulacji, które powinny uniemożliwić nadużycia.
W ciągu minionej dekady wiele laboratoriów badało możliwość przeprowadzenia z pomocą bakterii pełnego, składającego się z 15 etapów procesu, w jaki mak wytwarza niektóre, możliwe do wykorzystania medycznego, substancje. Korzystając z pomocy różnych szczepów bakterii E. coli i drożdży udało się różnym zespołom niezależnie odtworzyć fragmenty łańcucha reakcji. Nikomu jednak nie udało się przeprowadzić całego procesu od początku do końca z pomocą jednego organizmu. Aż do teraz.
Grupa naukowców pod kierunkiem eksperta bioinżynierii Johna Duebera z Berkeley i mikrobiologa Vincenta Martina z Concordia University w Québecu doprowadziła teraz do przełomu i zdołała zmusić karmione cukrem drożdże do produkcji morfiny i potencjalnych leków. Dzięki wykorzystaniu odpowiednio zmodyfikowanego szczepu drożdży udało się z pochodnej glukozy, tyrozyny otrzymać istotną dla biosyntezy morfiny retikulinę.
W procesie fermentacji chcemy podawać drożdżom glukozę i z ich pomocą przechodzić wszystkie kolejne kroki prowadzące do otrzymania substancji leczniczych - mówi profesor Dueber. Nasza praca opisuje wszystkie brakujące do tej pory etapy biosyntezy. Wystarczy je teraz powiązać i odpowiednio zwiększyć ich wydajność. To nie jest trywialne zadanie, ale da się to zrobić - dodaje.
Szczególne zainteresowanie budzi cykl syntezy alkaloidów benzoizochinolinowych (BIA), który prowadzi do wytworzenia takich opiatów, jak kodeina, czy morfina, a w dalszej kolejności przeciwbólowego oksykodonu, rozkurczającej papaweryny, czy wykorzystywanej do wytwarzania antybiotyków dihydro sangwinaryny. Rośliny makowe rosną zbyt wolno, by można było zbadać wszystkie substancje chemiczne, możliwe do otrzymania z pomocą cyklu BIA przez ich genetyczne modyfikacje - tłumaczy współautor pracy, William DeLoache z UC Berkeley. Przeniesienie tego samego mechanizmu na drożdże znacznie przyspiesza te testy - mówi.
Badacze z Kalifornii przyznają, że w obecnej sytuacji opanowanie i wykorzystanie tej metody do nielegalnego wytwarzania opiatów i substancji pochodnych jest tylko kwestią czasu. Dlatego sugerują, że jak najszybsze wprowadzenie ograniczeń, które sprawią, że zmodyfikowane szczepy drożdży nie trafią w niepowołane ręce.
