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酵母的新用途:制作麻醉止痛药

2020-04-01 17:03:23来源:

2015年8月13日,星期四(健康日新闻)-科学家表示,他们已经对面包酵母进行了基因改造,以制造出强大的麻醉止痛药。

所涉及的止痛药被称为阿片类药物,包括含鸦片的药物,例如吗啡,奥昔康和维柯丁,这些药物通常来自罂粟。

但是,这项新技术可能会绕开罂粟,从而导致更快,更便宜的生产多种植物性药物的方法。

研究高级作者,生物工程学副教授克里斯蒂娜·斯莫克说:“这仅仅是开始。”“我们开发并证明的用于阿片类药物(麻醉性)止痛药的技术可用于生产多种植物来源的化合物,以抗击癌症,传染病和慢性病,例如高血压和关节炎。”

但是,该发现确实存在潜在的不利影响:一旦该技术易于复制,“自酿”麻醉药就可能出现。

其他实验室一直在致力于无罂粟的阿片类药物的生产。今年五月,加州大学伯克利分校的研究小组在《自然化学生物学》杂志上发表了一项研究,描述了使用转基因酵母将简单糖转化为吗啡的过程中除一步之外的所有步骤。

在这项新研究中,斯坦福大学研究小组对标准面包酵母的遗传学进行了重新编程,这种酵母被用于发酵面包已有数千年的历史,从而使该生物体快速生长的细胞能够将糖转化为止痛药氢可酮(发现只需三到五天。他们在8月13日的《科学》杂志上报道了自己的壮举。

研究人员解释说,目前,生产这些药物可能需要一年多的时间。研究人员解释说,那是因为罂粟花是在有执照的农场上种植,收割,加工并送到工厂,然后将该材料精炼成药物。

斯莫尔克在斯坦福新闻稿中说:“当我们十年前开始工作时,许多专家认为不可能用酵母来代替整个从农场到工厂的过程。”

斯坦福大学的研究小组说,在非法实验室中制造酵母的麻醉品的可能性不会很快出现。这是因为,目前,需要4400加仑的生物工程酵母来生产单剂止痛药,Smolke的研究小组说。

但是,他们认为这项新研究是原理性的证明,这种酵母可以用于制造复杂的植物性药物。斯坦福大学已经为这项新技术申请了专利,斯莫克和她的团队已经组建了一家公司。

他们希望该技术在将来变得更加高效-并且那时候可能需要采取防护措施,Smolke说。

她说:“我们希望有一个开放的审议程序,以将研究人员和政策制定者召集在一起。”“我们需要各种选择来帮助确保以最负责任的方式发展生物基药用化合物的生产。”

今年5月,在报道伯克利突破性事件之时,在《自然化学生物学》杂志上撰文的专家提出了有关保护罪犯基于酵母的阿片类药物生产的指南。

波士顿麻省理工学院(MIT)合成生物学工程研究中心政策与实践主任肯尼斯·奥伊(Kenneth Oye)领导的小组认为,这些保障措施应包括四个关键点:

设计酵母菌株,使其对罪犯的吸引力降低。它们可以设计为仅生产街头价值有限的鸦片。或者,可能使它们难以处理以至于不值得付出努力。产生鸦片的酵母菌株还可以包含DNA水印,以使其更容易被执法部门追踪。加强麻醉性酵母菌株的安全性,类似于现在用于处方止痛药的菌株。确保DNA合成公司筛选所有DNA订单序列,注意那些可能被犯罪分子用来生产鸦片剂的酵母菌的序列。扩展了当前的麻醉法以涵盖鸦片剂的酵母菌株。

Oye当时对HealthDay表示:“我们有一点时间,所以让我们现在花些时间来想出一些方法,使保护公共卫生变得更加容易。”