Генетично модифікований тютюн виробив кокаїн

Група китайських вчених заповнила прогалини в розумінні біосинтезу кокаїну. Вони описали два раніше невідомі в ланцюгу синтезу ферменти, що потрібні для вироблення сполуки. Таким чином, завдяки генетичній модифікації їм вдалося змусити тютюн синтезувати кокаїн. Це допоможе масштабувати виробництво кокаїну для ліків та досліджень. Відкриття опубліковане в Journal of the American Chemical Society.

Wikimedia Commons

Wikimedia Commons

Навіщо змушувати тютюн виробляти кокаїн?

Хоча кокаїн має погану славу як наркотик за психоактивність і здатність спричиняти залежність, він має значний потенціал застосування у медицині та дослідженнях через лікувальні властивості. Серед іншого, у США нещодавно на його основі схвалили місцевий знеболювальний препарат для слизової оболонки. Всупереч потенціалу і столітній історії дослідження, наука дотепер не до кінця розуміє біосинтез кокаїну рослинами родини Erythroxylaceae. А це означає, що його наразі неможливо синтезувати у лабораторії, що здорожчує процес їхнього отримання, а відповідно — обмежує розроблення ліків на його основі.

Вчені з Інституту ботаніки в Куньміні заповнили прогалини у розумінні синтезу кокаїну. Вони визначили гени, що кодують потенційні проміжні речовини, потрібні для вироблення кокаїну, і внесли їх разом із генами вже відомих залучених до процесу білків тютюну Nicotiana benthamiana. Так вчені виявили, що два до того невідомі ферменти потрібні для синтезу кокаїну: EnCYP81AN15 та EnMT4.

Що дадуть ці результати?

Із генетично модифікованого тютюну вченим вдалося отримати 398 нанограмів кокаїну на міліграм сухої ваги рослини. Це приблизно 25 частина від кількості, що її виробляє кока. Цього недостатньо для масового виробництва кокаїну, однак те, що вченим вдалося відтворити синтез речовини в іншій рослині, означає, що його можна відтворити і в інших організмах. Так, протягом тривалого часу генетично модифіковані мікроби, як-от бактерії та гриби, використовуються для продукції великої кількості бажаних сполук, наприклад інсуліну. Тому, можливо, з відповідними генами вдасться змусити мікробів виробляти й кокаїн.