FoodPro Preloader

Opiat-Making Gjær kan lede til "Home-Brewed Heroin"


Gjærceller kan konstrueres for å lage opiatlignende forbindelser. Vitenskapspolitiske eksperter har bedt om at det trekkes til rette for tiltak for å forhindre stammer av gjær som er i stand til å produsere opiatmedisiner fra å falle i hendene på kriminelle. Utsiktene til "hjemmebrygget heroin" har blitt reist etter at ny forskning beskriver hvordan et sentralt enzym i vei fra glukose til morfin og andre opiater for første gang har blitt uttrykt i gjær. Funnet

Gjærceller kan konstrueres for å lage opiatlignende forbindelser.

Vitenskapspolitiske eksperter har bedt om at det trekkes til rette for tiltak for å forhindre stammer av gjær som er i stand til å produsere opiatmedisiner fra å falle i hendene på kriminelle. Utsiktene til "hjemmebrygget heroin" har blitt reist etter at ny forskning beskriver hvordan et sentralt enzym i vei fra glukose til morfin og andre opiater for første gang har blitt uttrykt i gjær. Funnet innebærer at den komplette biosyntetiske banen for familien av forbindelser som inneholder kodein og morfin er nær å oppnås i gjær. Men oppfatning om de potensielle farene for samfunnet av den nye teknologien er delt, med andre eksperter som tyder på at det ikke er sannsynlig å være store problemer.

I flere år har en rekke forskerteam sett inn plantegener i mikroorganismer for å rekonstruere veiene som produserer en klasse av forbindelser som kalles benzylisoquinolinalkaloider (BIA), en familie på rundt 2500 forbindelser, hvorav mange har farmakologisk aktivitet, inkludert kodein og morfin . Hvis det var mulig å produsere disse forbindelsene kostnadseffektivt gjennom gjæring, ville det gi en sikrere tilførsel av viktige stoffer og kunne tillate forskere å undersøke - og potensielt opprette nye forbindelser i BIA-familien.

Banen er imidlertid kompleks, med omtrent 16 trinn, og det er utfordrende å inkorporere alle stadier i en enkelt organisme. Flere av "nedstrøms" stadier av stien er beskrevet i gjær, men videre oppstrøms har det ennå ikke vært mulig å finne de relevante enzymer som er glade for å fungere i gjærcellen.

Kjemisk bete
Et viktig stikkpunkt har vært å identifisere et enzym, en tyrosinhydroksylase, som ville fungere i gjær for å selektivt konvertere tyrosin til L-DOPA, et nøkkelstrinn langs stien. Nå har et team ledet av John Dueber fra University of California, Berkeley, USA, lykkes med å identifisere et slikt enzym. For å gjøre dette, konstruerte forskerne gjærceller for å uttrykke et enzym som er i stand til å konvertere L-DOPA til et fluorescerende pigment, betaksanthin. Dette er i virkeligheten en biosensor, som oppdager om det ønskede produktet, L-DOPA, er blitt produsert. De hadde tenkt å skjerme flere tyrosinhydroksylase-kandidater, men skjedde å finne en nesten umiddelbart, avledet fra beteanlegget.1

"Med vårt biosensorsystem, indikerer fluorescens om L-DOPA er produsert i cellen, " sier Dueber. Dessuten tilsvarer intensiteten av fluorescensen konsentrasjonen av L-DOPA. Dette tillot forskergruppen å mutere enzymet for å oppnå høyere aktivitetsnivå.

Resultatet gjorde det mulig for teamet å rekonstruere den tidlige delen av BIA-banen i gjær. Dette åpner nå veien for å samle alle strekninger av biosyntese fra glukose til nyttige sluttprodukter, noe som Dueber mener kan være mulig innen de neste to eller tre årene.

"Vi innså at dette feltet beveger seg mye raskere enn vi hadde forventet, og at mens det er mange mulige fordeler, er det også mulighet for ulovlig bruk av teknologien. Vi må forutse i stedet for å reagere på potensielle problemer. '

Brewing dårlig
Derfor har Dueber kontaktet teknologipolitiske eksperter Kenneth Oye og Chappell Lawson fra Massachusetts Institute of Technology, USA, og Tania Bubela ved Universitetet i Alberta i Canada, for å skaffe seg synspunkter. I et kommentarpapir sier 2 Oye, Lawson og Bubela: "I prinsippet vil alle som har tilgang til gjærstammen og grunnleggende ferdigheter i gjæring, kunne vokse morfinproduksjonsgær ved hjelp av et hjemmebryggesett for ølfremstilling.

Forfatterne foreslår en rekke tiltak for å avlaste denne muligheten, for eksempel å lage gjæren for å kreve spesielle næringsstoffer som er vanskelig å identifisere. De foreslår også økt sikkerhet for laboratorier, og et krav til gensekvensleverandører om å være oppmerksom på nøkkelsekvensene og å få disse flagget opp hvis de er bestilt.

John Collins, koordinator for et internasjonalt narkotikapolitisk prosjekt ved LSE i Storbritannia, sier: "Hvis disse gjærene tillater ulovlige stoffer å produseres i meningsfulle mengder i de landene de bruker, kan det bli en spilleskifter i termer av kontroll. Hvis det sprer seg, tror jeg ikke det ville være et enkelt svar - det er ikke et svar på dagens forsyningskjede. '

Paul Nightingale fra forskningsenheten ved University of Sussex, UK, mener at eksisterende lovgivning er sannsynlig at den er tilstrekkelig til å møte eventuelle bekymringer. "I Storbritannia vil slike ting bli dekket av GMO [genetisk modifiserte organismer] reguleringer og misbruk av narkotikalovgivning. Det finnes også europeiske forskrifter om ikke-frigivelse av visse organismer. Jeg tror ikke dette er noe som alle kunne få lett tilgang til og få den ut av et laboratorium. '

En tidligere britisk regjeringsrådgiver på narkotikapolitikken og tidligere leder av narkotikainformasjonsenheten i Forensic Science Service, Les King, er også sanguine. 'Jeg ser ikke et juridisk problem her. Farmasøytiske produsenter vil ha lisens til å dyrke gjær og trekke opiater fra kulturmediet, sier han. "Jeg vil tro at det kan være mye mer effektivt enn å trekke opiater fra opium. Jeg vil gjette at en bestemt gjærstamme vil produsere en type opiat. Jeg ser ingen muligheter for ulovlig avledning eller hjemmelaget produksjon. Opiumvalmuer vokser i hagen min - faktisk vokser de hvor som helst, men ingen narkotikabrukere plager å samle opiumet for røyking. '

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra Kjemi World. Artikkelen ble først publisert 18. mai 2015.

Luftpistoler brukt i offshore oljeutforskning kan drepe liten marine livRotte Studie Gnister Furor Over Genetically Modified FoodsHar det opprinnelige FN-klimamålet blitt glemt?En smut over: Usunn sot i luften kan også fremme global oppvarmingPine Bark Beetles klar for nye angrep på Canadas Boreal ForestsLøpet er på å beskytte millioner av mennesker fra flomDatamaskiner ville aldri ha funnet "Alien Superstructure" Star - det er nødvendig borgervitenskapGene-Modified Tomater Churn Out Sunn Næringsstoffer