• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
315
Успехи генной инженерии - опиаты из дрожжей
Биология

Успехи генной инженерии - опиаты из дрожжей

В мировой медицинской практике опиаты были и остаются основными средствами для купирования сильной боли и использования в паллиативной медицине, т.е. для поддержания максимального качества жизни тяжелобольных людей. Это и неудивительно, ведь в организме каждого из нас вырабатываются собственные агонисты опиоидных рецепторов – эндогенные морфины, которые участвуют, в частности, в физиологической системе регуляции боли. Недавно ученые создали генно-инженерный штамм дрожжей, способных производить медицинские опиаты из обычного сахара: первая в цепочке этих биохимических превращений аминокислота тирозин синтезируется из глюкозы в ходе обычных биохимических реакций клетки.

Ежегодно для медицинских и научных задач в мире культивируется около 100 тыс. га опиумного мака Papaver somniferum. Из выращенной биомассы на «выходе» получают более 800 т опиатов, прежде всего, морфина и тебаина. Эти вещества впоследствии в основном химически преобразуют в другие, так называемые полусинтетические, в том числе в оксикодон и гидрокодон (это одно из наиболее часто используемых болеутоляющих, хотя и запрещенное в России).

Но такой «сельскохозяйственный» путь получения опиатов имеет свои недостатки: например, соотношение алкалоидов в маковом сырье может варьировать в зависимости от условий внешней среды. Однако производство опиатов путем химического синтеза сложно и коммерчески неконкурентоспособно по сравнению с этим традиционным способом. Наконец, недавно был создан генетически модифицированный штамм дрожжей, способный производить опиаты.

Как известно, генетически модифицированные организмы имеют искусственно измененную ДНК: современные технологии генной инженерии позволяют переносить отдельные гены из одного организма в другой. Перенесенный ген встраивается в геном организма-реципиента, который в результате получает новый признак (например, устойчивость к насекомым-вредителям). Генетически модифицированные организмы могут использоваться и как биореакторы для наработки химических веществ или фармакологических соединений - рекомбинантных белков. Так, методом рекомбинантной технологии с использованием в качестве продуцента кишечной палочки Escherihia coli сегодня получают генно-инженерный человеческий инсулин.

Иногда сконструировать такой биореактор удается легко, однако все гораздо сложнее в ситуации, когда требуется не просто «подсадить» организму-реципиенту один ген, но воссоздать сложную цепочку биохимических превращений. Именно это и произошло в случае с опиатами: ученым никак не «поддавалась» стадия превращения тирозина в леводопу (3-гидрокси-L-тирозин) - предшественник дофамина. Поиск решения вели несколько научных коллективов, но успех сопутствовал ученым из Стэнфордского университета (США). Чтобы вся сложная биохимическая цепочка заработала, всего в геном дрожжей пришлось внести более двух десятков генов от разных организмов (бактерий, растений и млекопитающего - крысы). В итоге удалось заставить дрожжи производить гидрокодон и тебаин (вещество-предшественник для многих опиатов).

Имеются опасения, что биотехнологическая технология позволит «варить» опиаты «на кухне», однако ученые утверждают, что этот процесс слишком сложен и неэффективен с точки зрения наркобизнеса, поэтому никакой реальной угрозы не существует. С другой стороны, эта работа, во-первых, еще раз подчеркивает высокий потенциал дрожжевых клеток как биореактора для производства «проблемных» молекул. Во-вторых, она может стать основой для разработки и синтеза обезболивающих лекарств на основе опиатов, имеющих меньшее количество побочных эффектов, включая наркозависимость, чем природные алкалоиды.

По: http://news.sciencemag.org и http://www.nature.com

Подготовила Мария Перепечаева

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments