image: This image shows yeast growing in a Petri dish. view more
Credit: [Credit: Stephanie Galanie]
オピオイドの経路に関わるすべての構成要素の同定における進歩を受けて、研究者らは酵母を操作して、ケシのアヘン成分であり、医学的に重要な多くのオピオイドの前駆物質であるテバインの合成に成功した。現在、疼痛の治療に利用できる最も強力な医療物質であるオピオイドの生成源は、アヘンが取れるケシ（Papaver somniferum）で、オピオイドの生産はケシの栽培に頼っている。微生物を用いた生成プロセスは、オピオイド化合物の生産期間を大きく短縮できる可能性がある。酵母の遺伝子組み換えによって、植物由来の様々な天然産物が生成されるようになっているが、オピオイドとその前駆物質に至る複雑な経路の再構成は一つの課題であった。前駆物質であるテバインを生成するために、Stephanie Galanieらは、燃料源として糖から始まるオピオイドの合成過程に必要とされる酵素を発現する酵母を、遺伝子組み換えによって作製した。さらに、経路全体の効率的な進行を確実にするために必要とされる遺伝子組み換えを行った。結果として得られた酵母株の経路は、植物、哺乳類、細菌および酵母に由来する21種類の酵素を発現した。この経路は、一般的な半合成オピオイド薬物であるヒドロコドンの生成を可能にするために、さらに2つの酵素を発現するように改良された。この研究は、微生物を用いた方法によるオピオイド物質の新たな生成法を示しているが、現時点での収量は極めて小さい。このプロセスを、実用的な商業ベースでの応用に移すためには多くの研究を行う必要があるが、最終的には疼痛の新たな軽減法が得られ、世界中で疼痛に苦しむ人々のための緩和医療を改善することができるであろう。
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Article #20: "Complete biosynthesis of opioids in yeast," by S. Galanie; K. Thodey; I.J. Trenchard; M.F. Interrante; C.D. Smolke at Stanford University in Stanford, CA.
Journal
Science