E. coli może produkować prekursor morfiny

Źródło: kyoto-u.ac.jp

Japońscy bioinżynierowie zmodyfikowali geny bakterii Escherichia coli tak, że wytwarza ona tebainę, prekursor morfiny. Genetycznie zmodyfikowana E. coli produkuje 300 razy więcej tebainy przy zminimalizowanym ryzyku niż to ma miejsce w przypadku technologii z użyciem drożdży.

Morfina ma skomplikowaną budowę i trudno ją otrzymać na drodze syntezy, dlatego wytwarza się jej prekursory za pomocą drożdży. Stosując zmodyfikowane bakterie E. coli można otrzymać 2,1 g tebainy z 20 g cukru w ciągu kilku dni. Dla porównania w tym czasie otrzymuje się 0,0064 g tebainy z drożdży.

Morfina jest ekstrahowana z makowin, w rezultacie tego procesu otrzymuje się opiaty takie jak tebaina i kodeina. Biolodzy syntetyczni opracowali zmodyfikowane drożdże, które produkują opiaty z cukru. Technologia ta wzbudziła wiele kontrowersji natury etycznej, ponieważ zdobywając zmodyfikowany szczep drożdży wiele osób mogłoby produkować opiaty w łatwy sposób i do tego bez kontroli. Jak twierdzi Fumihiko Sato z Uniwersytetu w Kyoto, autor badań, w przypadku E. coli nie da się tak łatwo tego dokonać, ponieważ aż cztery szczepy E. coli są potrzebne, aby przekształcić cukier do tebainy. Ponadto E. coli jest trudniejsza, jeśli chodzi o przechowywanie i używanie w celach technologicznych.

W 2011 r. Sato wraz ze współpracowanikami zmodyfikowali E. coli tak, aby wytwarzała związek o nazwie reticuline, jeden z prekursoró1 morfiny, występujący wcześniej niż tebuina w procesie syntezy. W obecnie prezentowanej bakterii naukowcy dodali geny innych bakterii i geny enzymów pochodzących z makowin – Coptis japonica i Arabidopsis. Japońscy naukowcy podkreślają dużą aktywność wymienionych enzymów w produkcji tebainy, ale również na dalsze możliwości ich ulepszenia. Badacze liczą, że opracowana przez nich technologia przy zmianie ustawodawstwa farmaceutycznego znajdzie szerokie zastosowanie w produkcji morfiny i jej pochodnych.

(pj)