科学家使用被砍的啤酒酵母酿造大麻

作者: 医学科学  发布:2020-02-15

图片 1

图片 2

图片 3

图片 4

根据加州大学戴维斯分校化学家的研究,大麻二酚(CBD)的合成,非醉人类似物可有效治疗大鼠癫痫发作。

为了在酵母(Saccharomyces cerevisiae)中生产大麻素,加州大学伯克利分校的合成生物学家首先设计了酵母的天然甲羟戊酸途径,以提供高通量的香叶基焦磷酸(GPP),并引入了己酰-CoA生物合成途径,结合了来自五种不同细菌的基因。然后他们引入了编码参与橄榄油酸(OA)生物合成的酶的大麻基因,这是一种以前未被发现的异戊二烯基转移酶(CsPT4)和大麻素合成酶。合成酶将大麻油酸(CBGA)转化为大麻素酸THCA和CBDA,其在暴露于热时分别脱羧成四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)。

2月27日,国际顶级学术期刊《自然》在线发表了美国加州大学伯克利分校的合成生物学家们的最新研究成果:通过基因工程酵母,让其生产大麻的主要成分——让人兴奋的THC和非精神活性物质CBD,以及大麻这种植物天然所不含的一些新型大麻素。这种利用基因工程酵母生产大麻素的方法,与传统提取方法相比,不仅成本低廉,而且更安全和环保。

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。

合成的CBD替代品比植物提取物更容易净化,消除了使用农田进行大麻栽培的需要,并且可以避免与大麻相关产品的法律并发症。这项工作最近发表在科学报告杂志上。

加利福尼亚大学伯克利分校的合成生物学家设计了啤酒酵母来生产大麻的主要成分

“对消费者来说,好处是高质量、低成本的CBD和THC:你可以从酵母中得到你想要的东西。”加州大学伯克利分校化学和生物分子工程教授、劳伦斯伯克利国家实验室的科学家Jay Keasling说, “这是一种更安全、更环保的生产大麻素的方法。”

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。

加州大学戴维斯分校化学系教授马克马斯卡尔说:它比CBD更安全,没有滥用潜力,也不需要培养大麻。加州大学戴维斯分校的Mascal实验室与英国雷丁大学的研究人员合作开展了这项工作

  • 改变思维的THC和非精神活性的CBD - 以及植物本身未发现的新型大麻素。

酵母仅需要糖类,是一种简单而廉价的生产纯大麻素的方法。而传统的方法,也就是从大麻植物的花蕾中提取纯大麻素的成本很高。

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。

含有CBD的产品最近因其所谓的健康效应而受到欢迎,并且因为该化合物不会引起高浓度。CBD也被作为一种药物化合物进行研究,用于治疗焦虑,癫痫,青光眼和关节炎等疾病。但由于它来自大麻或大麻植物的提取物,CBD在某些州和联邦法律中存在法律问题。也可以将CBD化学转化为四氢大麻酚(THC),这是大麻中的一种令人陶醉的化合物。

只喂食糖,酵母是一种简单而廉价的方法来生产纯大麻素,如今从大麻植物大麻的芽中提取出来的代价很高。

此前有研究描述了在酵母中构建部分的大麻素生产线,但没有完整的过程。这项最新的研究首次“将所有的部分表现完整,而且是在一个细胞内完成,这一点非常棒。”加拿大蒙特利尔Hyasynth Bio公司首席执行官Kevin Chen如此评价,有至少10家公司在跟Hyasynth Bio公司一样致力于开发能够生产大麻类的工程酵母、细菌和藻类。

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。

8,9-二氢大麻酚(H2CBD)是具有与CBD类似结构的合成分子。Mascal的实验室开发了一种简单的方法,可以从市售化学品中廉价地合成H2CBD。与CBD不同,没有办法将H2CBD转化为令人陶醉的THC,他说。

对于消费者来说,好处是高质量,低成本的CBD和THC:你可以得到你想要的酵母,加州大学伯克利分校化学和生物分子工程和生物工程教授,以及一位教师科学家Jay Keasling说。劳伦斯伯克利国家实验室。这是一种更安全,更环保的生产大麻素的方法。

目前,美国食品药物管理局已批准含有THC的药物用于减少化疗后的恶心和改善艾滋病患者的食欲。CBD则被越来越多地用于化妆品,也就是所谓的药妆品,并已被批准用于治疗儿童癫痫发作。它正在作为一种治疗包括焦虑、帕金森病和慢性疼痛在内的多种疾病的疗法进行研究。

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。

大麻和CBD的一个重要医疗用途是治疗癫痫。美国食品和药物管理局已经批准了草药CBD的提取物用于治疗一些癫痫发作,并且动物研究也有强有力的证据。

大麻及其提取物,包括高诱导性四氢大麻酚或四氢大麻酚,现在在10个州和哥伦比亚特区是合法的,而娱乐性大麻

然而,对大麻中100多种其他化学物质的医学研究一直很困难,这些化学物质的含量通常很低,很难从大麻中提取出来。研究团队认为,例如酵母这样更便宜、更纯的来源,可以使这类研究更容易。实际上,酵母已经可以生产包括人类生长激素、胰岛素、凝血因子等药物。最近,酵母还可以产生吗啡和其他阿片类药物,但目前还没有上市。

工艺酿造

研究人员在诱导性癫痫发作的大鼠中测试了针对草药CBD的合成H2CBD。发现H2CBD和CBD对于减少癫痫发作的频率和严重程度同样有效。

  • 作为食品吸食,囤积或消费 - 是一项价值数十亿美元的全国性企业。美国食品和药物管理局已经批准含有THC的药物,以减少化疗后的恶心,并改善艾滋病患者的食欲。

研究团队修改了酿酒酵母中的几个基因,并从5种细菌和大麻中引入了其他基因。他们总共进行了16次基因改造,将半乳糖转化为THC或CBD的非活性形式,随后加热这些大麻素将它们转化为活性物质。研究小组获得的THC含量约为每升8毫克,CBD含量更低些。

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生物学家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。

本文由东方彩票app发布于医学科学,转载请注明出处:科学家使用被砍的啤酒酵母酿造大麻

关键词: