طرفداران آبجو خانگی و کارخانه های تولید حیاط در حال حاضر می دانند که چگونه از مخمر برای تبدیل شکر به الکل استفاده کنند.

در حال حاضر، مهندسان زیست محیطی با تکمیل مراحل کلیدی مورد نیاز برای تبدیل مخمر شیرین به یک کارخانه میکروبی برای تولید مورفین و داروهای بالقوه دیگری، از جمله آنتی بیوتیک ها و داروهای ضد سرطان، بسیار پیشرفته تر شده اند.

طی دهه گذشته ، تعداد معدودی از آزمایشگاه های زیست شناسی مصنوعی در تلاشند تا در میکروب ها ، یک مسیر شیمیایی 15 مرحله ای پیچیده در گیاه خشخاش را تکثیر کنند تا تولید داروهای درمانی امکان پذیر شود.

گروه های تحقیقاتی به طور مستقل از بخش های مختلف مسیر مواد مخدر خشخاش استفاده کرده اند باکتری E. coli یا مخمر، اما آنچه تا به حال از دست رفته بود، گام های نهایی بود که اجازه می دهد یک ارگانیزم تنها برای انجام این کار از ابتدا تا انتها باشد.

چالش عملی

یک مطالعه جدید به صورت آنلاین در مجله منتشر شده است زیست شناسی شیمی طبیعت نشان می دهد که چگونه محققان با تکرار مراحل اولیه در مسیر در یک نوع انسداد مخمر، غلبه بر این مانع را برطرف می کنند. آنها توانستند رتیکولین، یک ترکیب خشخاش، از تیروزین، مشتق گلوکز، سنتز کنند.

"آنچه شما واقعا می خواهید از یک دیدگاه تخمیر را انجام دهید این است که قادر به تغذیه گلوکز مخمر، که یک منبع شکر ارزان است، و مخمر انجام تمام اقدامات شیمیایی مورد نیاز در پایین دست برای ساخت دارو هدف درمان خود را،" جان Dueber می گوید ، پژوهشگر اصلی تحقیق و استادیار مهندسی زیست شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی.

"با مطالعه ما، تمام مراحل شرح داده شده است، و در حال حاضر موضوع اتصال آنها و افزایش روند. این یک چالش بی اهمیت نیست، اما عملی است. "

مسیر پاپی

ویژگی هایی که مسیر تراکم کشت خشخاش را به چالش می کشد، همان هایی است که آن را به عنوان یک هدف جذاب برای تحقیق می سازد.

این پیچیده است، اما پایه و اساس آن محققان می توانند درمان های جدید را ایجاد کنند. آلکالوئیدهای بنسیلیووینولین یا BIA ها کلاسهای ترکیبات بسیار زیستی موجود در خشخاش هستند و خانواده شامل برخی از مولکول های 2,500 جدا شده از گیاهان است.

شاید یکی از بهترین مسیرهای مسیر BIA این است که به مواد مخدر مانند کدئین، مورفین و تبیین منجر شود، پیش از اکسیدوودون و هیدروکودون. همه مواد کنترل می شوند. اما مسیرهای مختلف به پاپاورین ضد اسپاسم و یا دی هیدروسوانگاریارین پیش ساز آنتی بیوتیک منجر می شود.

ویلیام دلاوا، نویسنده دانشمند مهندسی زیست شناسی می گوید: "گیاهان چرخه رشد آهسته دارند، بنابراین سخت است که تمام مواد شیمیایی ممکن را که می توان از طریق روش BIA از طریق مهندسی ژنتیک خشخاش ساخته شده، کشف کرد." "حرکت مسیر BIA به میکروب ها به طور چشمگیری هزینه های کشف مواد مخدر را کاهش می دهد. ما می توانیم به راحتی DNA DNA و مخمر را مخلوط کرده و به سرعت نتایج را آزمایش کنیم. "

محققان می توانند با استفاده از آنزیم از چغندرهایی که به طور طبیعی در تولید رنگدانه های پر جنب و جوش آنها استفاده می شود، مخمر را برای تبدیل تریروزین، یک اسید آمینه که به راحتی از گلوکز استخراج می شود، به دوپامین تبدیل کند.

پرچم سرخ برای تنظیم کننده ها

با کمک آزمایشگاه وینسنت مارتین، استاد ژنتیک و مهندسی میکروبی در دانشگاه Concordia، محققان توانستند مسیر کامل هفت آنزیم را از تریروزین به رتیکولین در مخمر بازسازی کنند.

مارتین می گوید: "رسیدن به رتیکولین حیاتی است، زیرا از آنجا، مراحل مولکولی که کدئین و مورفین را از رتیکولین تولید می کنند، در مخمر ها شرح داده شده است." "همچنین، reticulin یک مرکز مولکولی در مسیر BIA است. از آنجا، ما می توانیم بسیاری از راه های مختلف را به سایر داروهای بالقوه کشف کنیم، نه فقط مواد مخدر. "

محققان می گویند این کشف به طرز چشمگیری باعث می شود تا زمانیکه مواد شیمیایی خانگی به عنوان یک واقعیت تبدیل به یک واقعیت شود، هشدار می دهند که تنظیم کنندگان و مقامات انتظامی باید توجه کنند.

دایبر می گوید: "ما به احتمال زیاد به یک جدول زمانی چند سال، نه یک دهه یا بیشتر نگاه می کنیم، وقتی که مخمر شکر می تواند به طور قابل اعتماد یک ماده کنترل شده را تولید کند." اکنون زمان آن است که در مورد سیاست های مربوط به این حوزه تحقیق فکر کنیم. میدان حرکت به طرز شگفت انگیزی سریع است و ما باید در جلو حرکت کنیم تا بتوانیم توانایی سوء استفاده را کاهش دهیم. "

در یک نظر منتشر شده در طبیعت تحلیلگران سیاستی خواستار تنظیم فوری این فناوری جدید شدند و با انتشار این مطالعه جدید به پایان رسید. آنها مزایای بسیاری از این کار را برجسته می کنند، اما آنها همچنین اشاره می کنند که "افرادی که دسترسی به سویه های مخمر و مهارت های اساسی در تخمیر دارند، می توانند مخمر را با استفاده از معادل یک کیک خانگی" رشد دهند. "

آنها توصیه می کنند که محدود کردن گونه های مخمر مهندسی شده به امکانات مجاز و محققین مجاز، با توجه به اینکه شناسایی و کنترل حملات غیرقانونی این گونه ها مشکل است.

در حالی که چنین کنترل هایی ممکن است کمک کند، دایبر می گوید: "یک نگرانی اضافی این است که پس از شناخت نحوه ایجاد یک نوع فشار تولید کننده مواد مخدر، هر کسی که در زمینه زیست شناسی مولکولی آموزش دیده است، بتواند به طور نظری آن را بسازد".

یکی دیگر از اهداف تنظیمات، شرکتهایی هستند که سنتز و فروش توالیهای DNA را تولید می کنند. DeLoache می گوید: "محدودیت ها در حال حاضر در محل برای توالی های مرتبط با ارگانیسم های بیماری زا، مانند باکره است. "اما شاید هم زمان ما نیز به دنباله هایی برای تولید مواد کنترل شده نگاه می کنیم."

منبع: دانشگاه کالیفرنیا، برکلی