Mashabiki wa bia iliyotengenezwa nyumbani na distilleries za nyuma tayari wanajua jinsi ya kutumia chachu kubadilisha sukari kuwa pombe.
Sasa, wahandisi wa bio wameenda mbali zaidi kwa kumaliza hatua muhimu zinazohitajika kugeuza chachu iliyosababishwa na sukari kuwa kiwanda cha vijidudu kwa ajili ya kuzalisha morphine na dawa zingine zinazowezekana, pamoja na viuatilifu na tiba ya saratani.
Katika muongo mmoja uliopita, maabara kadhaa ya sintetiki-biolojia imekuwa ikifanya kazi kuiga katika vijidudu njia tata ya hatua 15 ya kemikali kwenye mmea wa poppy ili kuruhusu utengenezaji wa dawa za matibabu.
Timu za utafiti zimebadilisha sehemu tofauti za njia ya dawa ya poppy kwa kujitegemea E. coli au chachu, lakini kilichokuwa kinakosekana hadi sasa ni hatua za mwisho ambazo zingeruhusu kiumbe kimoja kufanya kazi hiyo kutoka mwanzo hadi mwisho.
Changamoto inayoweza kutekelezwa
Utafiti mpya uliochapishwa mkondoni kwenye jarida Baiolojia ya Chemical Asili inaonyesha jinsi watafiti walivyoshinda kizingiti hicho kwa kuiga hatua za mapema kwenye njia katika shida ya chachu. Waliweza kutengeneza reticuline, kiwanja katika poppy, kutoka kwa tyrosine, inayotokana na sukari.
"Kile unachotaka kufanya kutoka kwa mtazamo wa uchachuaji ni kuweza kulisha sukari ya chachu, ambayo ni chanzo cha sukari cha bei rahisi, na chachu ifanye hatua zote za kemikali zinazohitajika mto ili kufanya dawa yako ya matibabu," anasema John Dueber , mpelelezi mkuu wa utafiti na profesa msaidizi wa uhandisi wa bio katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley.
"Pamoja na utafiti wetu, hatua zote zimeelezewa, na sasa ni suala la kuziunganisha pamoja na kuongeza mchakato. Sio changamoto ndogo, lakini inaweza kutekelezwa. ”
Njia ya poppies
Sifa ambazo hufanya njia ya mmea wa poppy kuwa ngumu sana ni zile zile ambazo hufanya iwe lengo la kuvutia kwa utafiti.
Ni ngumu, lakini ndio msingi ambao watafiti wanaweza kujenga tiba mpya. Benzylisoquinoline alkaloids, au BIAs, ni darasa la misombo yenye bioactive inayopatikana kwenye poppy, na familia hiyo inajumuisha molekuli 2,500 zilizotengwa na mimea.
Labda njia inayojulikana zaidi katika njia ya BIA ndio inayoongoza kwa opiates, kama codeine, morphine, na thebaine, mtangulizi wa oxycodone na hydrocodone. Zote ni vitu vyenye kudhibitiwa. Lakini njia tofauti zitasababisha papaverine ya antispasmodic au kwa mtangulizi wa antibiotic dihydrosanguinarine.
"Mimea ina mizunguko ya ukuaji polepole, kwa hivyo ni ngumu kuchunguza kikamilifu kemikali zote zinazowezekana ambazo zinaweza kutengenezwa kutoka kwa njia ya BIA kwa uhandisi wa vinasaba poppy," anasema mwandishi kiongozi William DeLoache, mwanafunzi wa PhD katika bioengineering. “Kuhamisha njia ya BIA kwa vijidudu hupunguza sana gharama ya ugunduzi wa dawa za kulevya. Tunaweza kuendesha kwa urahisi DNA ya chachu na kujaribu matokeo haraka. "
Kwa kurudisha enzyme kutoka kwa beets ambayo kawaida hutumiwa katika utengenezaji wa rangi zao zenye nguvu, watafiti wangeweza kushawishi chachu kubadilisha tyrosine, asidi ya amino inayopatikana kwa urahisi kutoka kwa sukari, kuwa dopamine.
Bendera Nyekundu Kwa Wadhibiti
Kwa msaada kutoka kwa maabara ya Vincent Martin, profesa wa genomics ndogo na uhandisi katika Chuo Kikuu cha Concordia, watafiti waliweza kuunda tena njia kamili ya enzyme saba kutoka tyrosine hadi reticuline kwenye chachu.
"Kupata reticuline ni muhimu kwa sababu kutoka hapo, hatua za Masi ambazo hutoa codeine na morphine kutoka kwa reticuline tayari zimeelezewa kwenye chachu," Martin anasema. "Pia, reticuline ni kitovu cha Masi katika njia ya BIA. Kutoka hapo, tunaweza kukagua njia nyingi tofauti za dawa zingine zinazoweza kutokea, sio opiates tu. "
Ugunduzi huo unaharakisha saa wakati dawa za kunywa pombe za nyumbani zinaweza kuwa ukweli, watafiti wanasema, wakionya kwamba wasimamizi na maafisa wa kutekeleza sheria wanapaswa kuzingatia.
"Labda tunaangalia ratiba ya miaka kadhaa, sio muongo mmoja au zaidi, wakati chachu iliyosababishwa na sukari inaweza kutoa dutu inayodhibitiwa," Dueber anasema. “Wakati ni sasa kufikiria juu ya sera za kushughulikia eneo hili la utafiti. Shamba linaenda kwa kasi ya kushangaza, na tunahitaji kuwa mbele ili tuweze kupunguza uwezekano wa dhuluma. "
Katika ufafanuzi uliochapishwa katika Nature na wakati uliowekwa na uchapishaji wa utafiti mpya, wachambuzi wa sera wanataka udhibiti wa haraka wa teknolojia hii mpya. Wanaangazia faida nyingi za kazi hii, lakini pia wanasema kwamba "watu walio na ufikiaji wa aina ya chachu na ujuzi wa kimsingi katika uchachishaji wataweza kukuza chachu kwa kutumia sawa na kititi cha nyumbani."
Wanapendekeza kuzuia aina ya chachu iliyobuniwa kwa vituo vyenye leseni na watafiti walioidhinishwa, wakigundua kuwa itakuwa ngumu kugundua na kudhibiti usafirishaji haramu wa aina hizo.
Wakati udhibiti kama huo unaweza kusaidia, Dueber anasema, "Wasiwasi zaidi ni kwamba mara tu maarifa ya jinsi ya kuunda shida inayotengeneza opiate iko nje, mtu yeyote aliyefundishwa katika biolojia ya kimasi ya kimasi anaweza kuijenga kinadharia."
Lengo lingine la kanuni itakuwa kampuni ambazo zinajumuisha na kuuza mpangilio wa DNA. "Vizuizi tayari viko kwa mfuatano uliofungwa na viumbe vya magonjwa, kama vile ndui," anasema DeLoache. "Lakini labda ni wakati pia tunaangalia mfuatano wa kutengeneza vitu vilivyodhibitiwa."
