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人们已经使用了几千年酿造酒精饮料的酵母现在已被设计用于生产大麻素 - 大麻中含有药用和有时改变思维的化学物质。

2月27日在Nature上描述的壮举1将啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的一种叫做半乳糖的糖转化为四氢大麻酚(THC),这是大麻(Cannabis sativa)中的主要精神活性化合物。改变后的酵母还可以产生大麻二酚(CBD),这是另一种主要的大麻素,因其潜在的治疗效果,包括其抗焦虑和止痛作用,最近引起了人们的注意。

希望这种发酵过程能够使制造商生产THC,CBD和稀有大麻素,这些大麻素在自然界中比传统的植物栽培更便宜,更有效和可靠地发现。

以前的工作2,3描述在酵母中构建大麻素生产线的部分,但不是完整的过程。加拿大蒙特利尔的Hyasynth Bio首席执行官凯文·陈(Kevin Chen)表示,最新的研究是第一次“将所有这些放在一起,并表明它实际上在一个细胞内工作,这很酷”,至少十家公司中的一家致力于在工程酵母,细菌或藻类中产生大麻素。

研究人员之前使用类似的酵母生长方法生产用于商业目的的抗疟疾药物以及实验室中的阿片类药物。但制造大麻素的技术还远没有为市场做好准备。加拿大多伦多AltaCorp Capital的大麻分析师David Kideckel预测,在合成大麻素具有成本效益足以向制药公司或普通大众销售之前,还需要18-24个月。

工艺酿造

为了在酵母中建立他们的大麻素工厂,加州大学伯克利分校的合成永利赌场官网家Jay Keasling和他的同事修改了酿酒酵母中发现的几种基因,并从大麻植物中引入了其他五种细菌。总的来说,他们需要进行16次基因改造,将半乳糖转化为非活性形式的THC或CBD。加热大麻素将它们转换成它们的活性形式。该团队每升THC产生大约8毫克,CBD产量较低。

但加利福尼亚州卡尔斯巴德的Librede公司首席执行官Jason Poulos表示,这些产量需要增加至少100倍才能与植物提取的大麻素相比具有竞争力,该公司拥有第一个专利。从酵母中的糖制造大麻素。

2015年由Keasling组建的公司Demetrix的科学家已经将这一过程的大麻素产量提高了几个数量级,加利福尼亚州埃默里维尔的公司首席执行官Jeff Ubersax说。

Keasling和他的团队也能够设计他们的酵母,将各种脂肪酸转化为自然界中不存在的大麻素。可以筛选这些化合物的治疗特性;如果有任何展示承诺,它们可以获得专利,因为它们不会自然发生。新创造的大麻素的这一方面可能有助于建立制药公司的兴趣,其中很少有人积极探索大麻药物。

加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的化学工程师Vikramaditya Yadav表示,“制药行业将真正实现这些分子的研究。”他正与温哥华的InMed Pharmaceuticals合作,利用细菌4生产大麻素。

不需要植物

但有些人认为基于酵母的发酵可能不是制造大麻素的最佳方法。例如,位于多伦多的Trait Biosciences公司正在研究大麻,为饮料行业生产水溶性大麻素。他们还试图修改他们的植物,以便每个组织,而不仅仅是通常分泌大麻素的树脂腺,可以产生新的大麻衍生化合物。“你可以在酵母中做到的一切,你可以在植物本身做更高的产量和纯度,”Trait的首席战略官Ronan Levy说。

本月初,美国加州大学的生化学家吉姆鲍伊,洛杉矶,描述5一个过程转向糖进入CBD,而不需要细胞内产生的反应。他的团队设法以商业上可行的数量生产非活性形式的THC和CBD的前体,研究人员的目标是通过一家名为Invizyne Technologies的初创公司开发该方法。

“细胞是产生这种途径的有用载体,但我们不需要细胞,”Bowie说。“我们想要该死的路。”

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