Kókaín er unnið úr laufum kókaplöntunnar Alamy Stock mynd
Hin flókna lífefnafræði sem sér kókaplöntur gera kókaín hefur verið ótínd og endurtekin í ættingja tóbaksplöntunnar. Að endurskapa ferlið með því að breyta öðrum plöntum eða örverum gæti leitt til leiðar til að framleiða örvandi efni eða framleiða efnafræðilega svipuð efnasambönd með einstaka eiginleika.
Lífefnafræðingar hafa reynt að kortleggja hvernig kókaín er framleitt af kókaplöntunni í meira en öld, bæði vegna einstakrar uppbyggingar og notkunar í læknisfræði, nú síðast sem svæfingarlyf . Mikið af þessu ferli hafði verið skilgreint, en enn vantaði tengsl á milli kókaíns og efnaforvera sem kallast MPOA.
Nú hafa Sheng-Xiong Huang við Kunming Institute of Botany í Kína og samstarfsmenn hans fundið hvernig hægt er að brúa þetta lokabil með því að bæta við tveimur áður vantuðum ensímum á meðan á ferlinu stendur, þekkt sem EnCYP81AN15 og EnMT4.
Huang og teymi hans erfðabreyttu síðan náinn ættingja tóbaksplöntunnar, Nicotiana benthamiana , til að framleiða kókaín með því að nota þessi tvö ensím og komust að því að hún gæti framleitt um 400 nanógrömm af kókaíni á hvert milligrömm af þurrkuðu laufblaði, um það bil 25. af því magni sem er í kóka. planta.
„Í augnablikinu er tiltæk framleiðsla kókaíns í tóbaki ekki nóg til að mæta eftirspurninni á fjöldamælikvarða,“ segir Huang, en smíðaða lífgerviferilinn gæti verið settur saman í lífverur með mikinn lífmassa og hraðvöxt, eins og bakteríuna Escherichia coli eða gerið Saccharomyces cerevisiae , segir hann.
Sýningin á kókaínframleiðslu í tóbaki er mikilvæg sönnun á hugmyndinni, segir Benjamin Lichman við háskólann í York í Bretlandi. Flutningur þessa kerfis til annarra örvera gæti haft veruleg áhrif á framboð á kókaíni í rannsóknarskyni. „Það gæti gert lyfjafyrirtækjum kleift að gerja það, í meginatriðum, og losna þannig algjörlega við plöntuframleiðslu. Það mun hafa gríðarleg áhrif á aðfangakeðjuna og hugsanlega áhrif á, jafnvel, ólöglega framleiðslu.
En að nota aðrar plöntur til að framleiða kókaín mun ekki bjóða upp á ólöglega framleiðendur, segir Lichman. Ræktun og uppskera kóka, og hreinsun kókaíns úr náttúrulegum plöntuvef, er stærðargráðum stigstærðari og ódýrari en að framleiða það í annarri plöntu, segir hann, en ef líftilbúið er kortlagt gæti það leitt til framleiðslu á efnafræðilega svipuðum efnasamböndum og kókaín. sem hafa einstaka lækningaeiginleika.
Tímarittilvísun : Journal of the American Chemical Society , DOI: 10.1021/jacs.2c09091
