Marijuana: levure génétiquement modifiée utilisée pour produire du THCA et du CBDA

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Comment la levure est produite - Lesaffre

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Anonim

L’un des plus gros obstacles à faire prendre à la population avec de la marijuana à des fins médicales est que certaines personnes n'aime pas la marijuana. Alors que la légalisation se généralise, weed a encore beaucoup de chemin à faire avant de se défaire complètement de sa mauvaise réputation. Dans l’intervalle, les conclusions d’un La nature Une étude publiée mercredi pourrait aider à rendre la marijuana utile aux personnes qui se méfient de son passé. En piratant la biologie de la levure, les scientifiques ont trouvé un moyen de valoriser les ingrédients actifs de la marijuana. sans la plante de marijuana.

L'étude, dirigée par Jay Keasling, Ph.D., professeur de bioingénierie et d'ingénierie chimique à l'Université de Californie à Berkeley, montre que la levure peut être génétiquement modifiée pour produire certains cannabinoïdes majeurs, les composés chimiques présents dans la marijuana.

Les cannabinoïdes les plus connus sont le THC, connu pour sa capacité à élever les personnes, et le CBD (cannabidiol), associé au soulagement de la douleur et de l'anxiété. Ces composés, ainsi que les dizaines d'autres cannabinoïdes connus dans la plante, semblent jouer divers rôles dans les avantages thérapeutiques de la marijuana à des fins médicales. Keasling et ses collègues montrent que la levure peut être utilisée pour produire du THCA (acide Δ9-tétrahydrocannabinolique) et du CBDA (acide cannabidiolique), précurseurs chimiques du THC et du CBD.

Cette technique n’a rien de nouveau: la levure génétiquement modifiée a déjà été modifiée pour produire du houblon afin de conférer le goût de la bière, des blancs d’œufs synthétiques et même des produits chimiques pour aromatiser le chocolat. Les techniques de modification génétique telles que CRISPR / Cas9 peuvent être utilisées pour détourner les processus habituels de production de la levure en permettant aux scientifiques d’insérer un gène provenant d’un organisme différent - contenant les instructions de fabrication d’un produit chimique différent - dans le génome de la levure. Comme les cellules de levure continuent leur vie comme d'habitude, elles produisent le produit chimique souhaité, que les scientifiques peuvent ensuite collecter.

Dans ce cas, l'équipe a donné à leur levure une Cannabis gène dérivé qui porte des instructions pour la production d'acide olivétolique, un composé précurseur du THC ou du CBD. Ils leur ont également donné Cannabis des gènes qui créeraient les enzymes qui pourraient transformer l'acide olivétolique dans THC et CBD. Ainsi, avec un régime équilibré composé de sucre, le galactose, la levure avait tout ce dont elle avait besoin pour accomplir les tâches de son équipe.

«Ensemble, ont-ils écrit, ces résultats jettent les bases de la production à grande échelle de cannabinoïdes naturels et de cannabinoïdes synthétiques, ce qui pourrait améliorer la recherche pharmacologique sur ces composés».

Le but de cette étude était de déterminer comment produire des cannabinoïdes «indépendamment de la culture du cannabis»; autrement dit, tirer parti des avantages de la marijuana sans avoir besoin de la plante. Les cannabinoïdes utilisés actuellement pour les médicaments sur ordonnance (comme le médicament anti-épileptique à base de CBD, Epidiolex) sont directement dérivés de la plante, où ils n'existent pas à des concentrations très élevées. Si le même composé peut être produit artificiellement, il sera beaucoup plus facile de développer les médicaments sur ordonnance.

Et, bien sûr, pour le public conservateur de mauvaises herbes, il est beaucoup plus facile de prendre une pilule contenant des composés de marijuana que d’utiliser la marijuana elle-même. De la même manière que les opioïdes dérivés du pavot à opium, tels que la codéine et la morphine, sont couramment utilisés comme médicaments, mais qu'il est désormais tabou de s'en prendre à eux-mêmes, la porte est désormais ouverte à l'existence de produits chimiques tels que le CBD et le THC. de la plante incompris d'où ils venaient.

Abstrait:

Cannabis sativa L. a été cultivé et utilisé dans le monde entier pour ses propriétés médicinales depuis des millénaires. Certains cannabinoïdes, les composants distinctifs de Cannabis et leurs analogues ont fait l’objet de nombreuses recherches pour leurs applications médicales potentielles. Certaines formulations de cannabinoïdes ont été approuvées en tant que médicaments sur ordonnance dans plusieurs pays pour le traitement de divers maux humains. Cependant, l’étude légale et l’utilisation médicale des cannabinoïdes ont été entravées par la fixation légale du Cannabis, la faible abondance en plantes de la quasi-totalité des douzaines de cannabinoïdes connus et leur complexité structurelle, qui limite la synthèse chimique en masse. Nous rapportons ici la biosynthèse complète des principaux acides cannabinoïdes cannabinoïdes, acide Δ9-tétrahydrocannabinolique, acide cannabidiolique, acide Δ9-tétrahydrocannabivarinique et acide cannabidivarinique dans Saccharomyces cerevisiae, du simple sucre galactose. Pour ce faire, nous avons conçu la voie du mévalonate natif afin de générer un flux élevé de pyrophosphate de géranyle et introduit une voie de biosynthèse de l'hexanoyle-CoA, hétérologue et dérivée de plusieurs organismes. Nous avons également introduit le Cannabis les gènes codant pour les enzymes impliquées dans la biosynthèse de l'acide olivétolique, ainsi que le gène d'une enzyme non encore découverte avec l'activité géranylpyrophosphate: olivétolate géranyltransférase et les gènes des synthases de cannabinoïde correspondantes. De plus, nous avons mis au point une approche de biosynthèse qui exploite la promiscuité de plusieurs gènes de la voie pour produire des analogues de cannabinoïdes. L'alimentation de différents acides gras dans nos souches modifiées a donné des analogues cannabinoïdes avec des modifications dans la partie de la molécule connue pour modifier l'affinité et la puissance de liaison au récepteur. Nous avons également démontré que notre système biologique pouvait être complété par une simple chimie de synthèse afin d'élargir davantage l'espace chimique accessible. Notre travail présente une plate-forme pour la production de cannabinoïdes naturels et non naturels qui permettra une étude plus rigoureuse de ces composés et pourrait être utilisée dans le développement de traitements pour une variété de problèmes de santé humaine.

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