一株啤酒酵母以糖和产生cannabis-derived化合物已经被研究人员在美国,工程使用大麻植物的基因改变微生物的新陈代谢。

酵母将糖半乳糖转化成化合物等大麻二酚(CBD)——这是用于治疗某些类型的癫痫,精神化学四氢大麻醇(THC),以及不知名的衍生品可能有趣的药用价值。

因为他们会接受其他酸酶是草率的,允许我们创建一大堆不自然的大麻类从未被发现过

Jay Keasling,加州大学伯克利分校

的工程酵母我们能够产生非常纯粹的THC或CBD——比你得到更纯的植物,”说Jay Keasling加州大学伯克利分校,他领导了这项研究。他补充说,一旦扩大,它应该以这种方式明显大麻类便宜而提取从大麻种植在温室或字段,或化学合成。

该团队使用超过12个基因大麻重新创建整个生物合成途径的一系列大麻类酵母。过程的第一阶段-半乳糖转化为olivetolic酸是相对简单的工程师,科斯林说,因为它涉及到路径上工作时团队已经设计的酵母菌株产生抗疟药物青蒿素

最大的挑战之一是寻找一个适当的基因通路的下一阶段,即olivetolic酸转化为cannabigerolic酸(CBGA)、大麻类如THC和CBD的重要前体。

不自然的大麻类

示意图显示完整的生物合成途径合成的大麻类酿酒酵母

来源:©小周罗et al / Springer大自然有限公司2019

两大麻类工程生物合成途径合成

的酶产生CBGA在专利文献中已经报道,但从未在科学文献中,“科斯林解释说。我们把它放到酵母和它不工作,所以我们必须回到工厂,寻找正确的基因。他们寻找候选人的基因组c .漂白亚麻纤维卷另一个密切相关的工厂,并最终发现大麻的酶,这种酶可以做这项工作。一旦我们发现它,它在酵母、很好工作的科斯林说。

成功生产CBGA后,研究人员能够添加更多的酶的路径转换成大麻类最终组装成一个单一的所有步骤的酵母将糖转化为THC和CBD的能力。虽然产生的量很低——只有8毫克每升THC的酵母汤——科斯林说这个过程可以优化和推广。他的子公司Demetrix目标是商业化的技术,以及其他基于酵母合成。

以及生产著名的大麻类、科斯林的团队能够诱导酵母产生罕见的衍生品——甚至包括一些不是由大麻植物——通过喂养脂肪酸和糖。

”因为他们会接受其他酸酶是草率的,允许我们创建一大堆不自然的大麻类之前从未发现,“科斯林说。”可能有一个重磅药品…我们也可以生产那些罕见的大麻类,人们知道有但他们从未真正有研究它们,因为他们生产这些微量”。

文森特·马丁加拿大康科迪亚大学的生物工程师说,工程酵母会给研究人员访问的大麻类更大的多样性”。“我们不知道这将转化为生物活性分子,但至少现在这个空间可以探索。

合成阿片类止痛药的酵母菌株包括吗啡,科斯林说,很少有机会被领养的技术大麻非法生产的化合物,因为所需的精确的实验室条件下酵母生长。我们可以很容易地工程师应变,将使一个普通人很难出来,”他说。