Új karrier előtt az élesztő!

Élesztőgombák génmanipulációjával érnék el, hogy a mikrobák morfint szintetizáljanak, amely számos gyógyszer alapanyaga. Az ipari termelés ezeknek a készítményeknek alaposan levihetné az árát az alapanyag könnyű és olcsó előállíthatósága miatt. Ugyanakkor szakértők attól tartanak, hogy az új élesztőtörzsekkel a kábítószer kereskedőknek lehetőségük lenne a cukrot morfinná vagy heroinná alakítani, méghozzá olyan könnyen, mintha házi sört főznének a garázsban.

Az opiátok az úgynevezett benzilizokinolin alkaloidák (BIA) vegyületcsoportjába tartoznak, amelyek közé összesen mintegy 2500 ismert vegyület tartozik. A morfin mellett közöttük van a tebain, amely fájdalomcsillapítók alapjául szolgál, de vannak itt általánosan használt görcsoldó vegyületek, antibiotikumok, és rákellenes szerek is. Ezek olyan bonyolult kémia szerkezetek, amelyeket nehéz és költséges laboratóriumban szintetizálni. A gyógyszerészek ezért már régóta keresik a könnyebb és olcsóbb utat ezekhez a vegyületek, annak reményében is, hogy új gyógyszereket találnak.

Egészséges-e, ha nyersen esszük az élesztőt? Valóban pótolja a B-vitamint? Olvasónk kérdezett, szakértőnk válaszolt! A BIA termelő élesztőgombák tervezésekor a kutatók a projektet általában két részre osztják. Az első részben olyan enzimeket juttatnak a génekbe, amelyek átalakítják a tirozin aminosavat egy intermedier vegyületté, az úgynevezett S-Reticulinná. Ebben a lépésben létrehoznak egy kulcsfontosságú elágazási pontot. Ez ahhoz vezethet, hogy a szintézis sok különböző BIA vegyületet eredményez. Ezek közül egy ösvény a morfinhoz és a kodeinhez vezet, míg mások az antibiotikumokhoz és rákellenes vegyületekhez. A morfin létrehozásához az S-Reticulint először átalakítják R-Reticulinná, amelyből aztán tebain és végül morfin lesz.

Ez elméletben világos, de a gyakorlati lépések nem egyszerűek. Tavaly, a Stanford Egyetemen a Christina Smolke által vezetett kutatók már azt jelentették, hogy megvannak azok az élesztő enzimek, amelyek a tebain molekulát képesek morfinná alakítani. A múlt hónapban pedig, Vincent Martin, a montreáli Concordia Egyetem mikrobiológusa és munkatársai arról számoltak be, hogy megtervezték azt az élesztőt, amelyek az átalakítási folyamat második fázisában szükséges lépéseket elvégzi az R-reticulintól a morfinig haladva.

Az első fázis kivitelezése azonban talán még ennél is nehezebb dió. A glükózból tirozint csinálni egyszerű, hiszen az élesztő természetes körülmények között is képes rá. Ugyan japán kutatók már 2011-ben beszámoltak róla, hogy az Escherichia coli baktérium segítségével a triozint átalakították S-reticulinná, de az első fázis a mai napig nem működik elég jól.

A legnagyobb gátat a tirozint konvertáló egyik vegyület, az úgynevezett L-dopa okozza, amely az eddigi kísérletek során rosszul működött. A Berkeley Egyetemen azonban De John Dueber biomérnök és kollégái rájöttek, hogy a folyamatban résztvevő DOPA dioxigenáz enzim az L-Dopát sárgás pigmentté alakítja. Ezt az enzimet így színjelzőként használhatták annak megállapítására, hogy bármely más enzim képes volt-e a triozint L-Dopává alakítani.

Végül találtak Martin csapatával közösen egy cukorrépából kinyert enzimet, a tirozin-hidroxilázt, amely képes volt a triozint L-Dopává alakítani az élesztőben. Az enzim véletlenszerű mutációinak megfigyelésével az eredeti átalakító teljesítményt aztán a háromszorosára tudták növelni. Jelenleg az a feladat, hogy képesek legyenek ezt a folyamatot egyetlen organizmusban integrálni. Ehhez az S-reticulint R-reticulinná kell átalakítani, ami az áthidaló kapocs az első és a második fázis között. A kutatók úgy becsülik , hogy ehhez még két-három év munkára van szükség.