กัญชา: ยีสต์ดัดแปลงพันธุกรรมที่ใช้ในการผลิต THCA และ CBDA

หนึ่งในอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการทำให้ผู้คนติดกัญชาทางการแพทย์ก็คือบางคน ไม่ชอบกัญชา. แม้ว่าจะถูกต้องตามกฎหมายกลายเป็นที่แพร่หลายวัชพืชมีทางยาวไปก่อนที่จะสูญเสียชื่อเสียงอย่างสมบูรณ์ ในระหว่างนี้การค้นพบของ ธรรมชาติ การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันพุธจะช่วยทำให้กัญชามีประโยชน์ต่อผู้ที่โกงอดีต โดยการแฮ็คชีววิทยาของยีสต์นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีที่จะทำให้ส่วนผสมที่เป็นประโยชน์ของกัญชา ไม่มีพืชกัญชา

การศึกษานำโดย Jay Keasling, Ph.D., มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, วิศวกรรมเคมี Berkeley และศาสตราจารย์วิศวกรรมชีวภาพแสดงให้เห็นว่ายีสต์สามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิต cannabinoids ที่สำคัญบางอย่างซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่พบในกัญชา

cannabinoids ที่รู้จักกันดีที่สุดคือ THC ซึ่งรู้จักกันดีในเรื่องความสามารถในการรับคนสูงและ CBD (cannabidiol) ที่เกี่ยวข้องกับการบรรเทาจากความเจ็บปวดและความวิตกกังวล สารประกอบเหล่านี้และ cannabinoids ที่รู้จักอื่น ๆ อีกหลายสิบชนิดในพืชดูเหมือนจะมีบทบาทหลากหลายในประโยชน์การบำบัดรักษาของกัญชาทางการแพทย์ Keasling และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่ายีสต์สามารถใช้ในการผลิต THCA (Δ9-tetrahydrocannabinolic acid) และ CBDA (กรด cannabidiolic) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ THC และ CBD

เทคนิคนี้ไม่มีอะไรใหม่: ยีสต์ที่ผ่านการดัดแปลงทางพันธุกรรมซึ่งก่อนหน้านี้ได้มีการดัดแปลงเพื่อผลิตฮ็อพเพื่อบอกรสชาติของเบียร์ไข่ขาวสังเคราะห์และแม้กระทั่งสารเคมีสำหรับช็อคโกแลตรส เทคนิคการดัดแปลงพันธุกรรมเช่น CRISPR / Cas9 สามารถใช้เพื่อแย่งกระบวนการปกติของยีสต์สำหรับผลิตสารโดยอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ใส่ยีนจากสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน - ดำเนินการตามคำแนะนำในการสร้างสารเคมีที่แตกต่าง - ลงในจีโนมของยีสต์ เมื่อเซลล์ยีสต์ดำเนินชีวิตตามปกติพวกมันผลิตสารเคมีที่ต้องการซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถรวบรวมได้

ในกรณีนี้ทีมให้ยีสต์ของพวกเขา กัญชา - การถ่ายทอดยีนที่ดำเนินการคำแนะนำในการผลิตกรด olivetolic ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ THC หรือ CBD พวกเขายังให้พวกเขา กัญชา ยีนที่จะสร้างเอนไซม์ที่สามารถเปลี่ยนกรด olivetolic ได้ เข้าไป THC และ CBD ดังนั้นเมื่อรวมกับอาหารกาแลคโตสน้ำตาลอย่างต่อเนื่องยีสต์ก็มีทุกสิ่งที่พวกเขาต้องการในการเสนอราคาของทีม

“ ร่วมกัน” ทีมงานเขียน“ ผลลัพธ์เหล่านี้วางรากฐานสำหรับการผลิต cannabinoids ทั้งธรรมชาติและสังเคราะห์ขนาดใหญ่ซึ่งสามารถปรับปรุงการวิจัยทางเภสัชวิทยาให้เป็นสารประกอบเหล่านี้”

จุดประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือค้นหาวิธีการผลิตกัญชา“ เป็นอิสระจากการเพาะปลูกกัญชา”; กล่าวอีกนัยหนึ่งเพื่อเก็บเกี่ยวประโยชน์ของกัญชาโดยไม่จำเป็นต้องใช้พืช มีข้อดีอีกมากที่ทำเช่นนี้: ปัจจุบัน Cannabinoids ใช้เป็นยาตามใบสั่งแพทย์ (เช่น Epidiolex ซึ่งเป็นยาต้านการยึดฐาน CBD ซึ่งได้มาโดยตรงจากพืชซึ่งพวกมันไม่ได้มีอยู่จริงในความเข้มข้นสูงมาก หากสารประกอบเดียวกันสามารถผลิตได้เองมันจะง่ายขึ้นในการทำยาตามใบสั่งแพทย์

และแน่นอนสำหรับประชาชนที่อนุรักษ์วัชพืชแล้วมันง่ายกว่ามากที่จะใช้ยาเม็ดที่มีสารประกอบกัญชามากกว่าการใช้กัญชาเอง ในทำนองเดียวกันที่ opioids ที่ได้จากฝิ่นป๊อปปี้เช่นโคเดอีนและมอร์ฟีนมักใช้เป็นยา แต่ตอนนี้เป็นเรื่องต้องห้ามเพื่อให้ได้รับสูงจากป๊อปปี้เองตอนนี้ประตูเปิดสำหรับสารเคมีเช่น CBD และ THC อยู่ไกลออกไป จากพืชที่เข้าใจผิดซึ่งมาจากต้นตั้งแต่แรก

บทคัดย่อ:

กัญชา sativa แอลได้รับการปลูกฝังและใช้ทั่วโลกสำหรับสรรพคุณทางยามานับพันปี กัญชาบางชนิดซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของ กัญชา และ analogues ของพวกเขาได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ที่มีศักยภาพของพวกเขา บางสูตรกัญชาได้รับการอนุมัติเป็นยาตามใบสั่งแพทย์ในหลายประเทศสำหรับการรักษาโรคของมนุษย์ อย่างไรก็ตามการศึกษาและการใช้ยากัญชาได้รับการขัดขวางโดยการกำหนดตารางเวลาตามกฎหมายของ กัญชา ซึ่งเป็นที่รู้จักในระดับต่ำของพืชกัญชาเกือบทุกชนิดที่รู้จักกันดีและความซับซ้อนของโครงสร้างซึ่ง จำกัด การสังเคราะห์สารเคมีจำนวนมาก ที่นี่เรารายงานการสังเคราะห์ที่สมบูรณ์ของกรด cannabinoids ที่สำคัญ, กรดΔ9-tetrahydrocannabinolic, กรด cannabidiolic, กรด et9- tetrahydrocannabivarinic และกรด cannabidivarinic ใน Saccharomyces cerevisiae จากกาแลคโตสน้ำตาลอย่างง่าย ในการทำสิ่งนี้ให้สำเร็จเราได้ออกแบบทางเดิน mevalonate พื้นเมืองเพื่อให้ geranyl pyrophosphate มีปริมาณฟลักซ์สูงและแนะนำ hexanoyl-CoA ที่หลากหลายทางชีวภาพที่มีความหลากหลาย เรายังได้แนะนำ กัญชา ยีนที่เข้ารหัสเอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์กรด olivetolic เช่นเดียวกับยีนสำหรับเอนไซม์ที่ยังไม่ถูกค้นพบก่อนหน้านี้กับ geranylpyrophosphate: olivetolate geranyltransferase และยีนสำหรับการสังเคราะห์ cannabinoid ที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้เราได้สร้างวิธีการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ควบคุมความหลากหลายของยีน pathway เพื่อผลิต cannabinoid analogues การให้กรดไขมันที่แตกต่างกันไปยังสายพันธุ์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมของเราให้ผลคล้ายกับ cannabinoid ที่มีการดัดแปลงในส่วนของโมเลกุลที่เป็นที่รู้จักกันในการปรับเปลี่ยนความผูกพันและความแรงของตัวรับ นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าระบบชีวภาพของเราสามารถเสริมด้วยเคมีสังเคราะห์อย่างง่ายเพื่อขยายพื้นที่ทางเคมีที่สามารถเข้าถึงได้ งานของเรานำเสนอแพลตฟอร์มสำหรับการผลิต cannabinoids ธรรมชาติและผิดธรรมชาติที่จะช่วยให้การศึกษาอย่างเข้มงวดมากขึ้นของสารเหล่านี้และสามารถนำมาใช้ในการพัฒนาของการรักษาสำหรับปัญหาสุขภาพของมนุษย์ที่หลากหลาย