Амеб научили производить каннабиноиды
Научной группе из Института имени Ганса Кнелля (Германия) удалось с помощью амеб Dictyostelium discoideum синтезировать антибиотики, пищевые добавки и оливетоловую кислоту — прекурсор тетрагидроканнабинола (ТГК). В медицине ТГК используют для борьбы с болью и неврологическими симптомами у пациентов. Статья ученых была опубликована в Nature Biotechnology в январе этого года.
Ученые использовали амебу, простейшее одноклеточное животное, для получения поликетидов — вторичных метаболитов, обладающих терапевтическим эффектом и присутствующих в телах почти всех живых существ. Для этого они отредактировали геном амеб: внесли в ее ДНК ген конопли, кодирующий производство оливетоловой кислоты. Чтобы не использовать дополнительные химические соединения, исследователи также создали гибридный фермент — белок, катализирующий реакции в живых организмах. Полученное соединение объединило в себе черты внутриклеточных белков амебы и растения.
В генетической инженерии обычно используют бактерий, в основном кишечную палочку (Escherichia coli) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). Однако для производства сложных белков они не подойдут: потребуется большое количество модификаций генома. Это трудозатратно и повлечет за собой много ошибок. Но, как оказалось, гены амебы похожи на гены растений, к тому же у первых есть молекулярные структуры, подходящие для синтеза оливетоловой кислоты.
Эта кислота участвует в биохимических реакциях образования ТГК в листьях и соцветиях конопли. Выделить тетрагидроканнабинол из растения в чистом виде очень сложно, а химически синтезировать — дорого. Предложенный немецкими учеными способ производства будет значительно дешевле аналогов.
В будущем биотехнологи планируют добавить амебе еще два фермента, чтобы одноклеточное смогло производить не прекурсор ТГК, а сразу целевой продукт. Сегодня каннабиноиды в медицинских целях используют в США, Канаде и части стран Западной Европы.
Обложка: Dictyostelium discoideum, wikimedia commons
