Дрожжи научили делать каннабиноиды

Конопля и ее продукты все шире легализуются в мире. Кроме Уругвая и Канады, производство, оборот и употребление марихуаны легальны, как в медицинских, так и рекреационных целях, в 10 штатах США и округе Колумбия. В Нидерландах легально употребление и ограничены производство и оборот. В некоторых других странах декриминализовано употребление марихуаны, хотя хранение, производство и оборот преследуется по закону: например, в Грузии. Некоторые вещества, которые образуются в растениях конопли, имеют медицински ценные свойства, например каннабидиол, который снижает частоту эпилептических припадков и имеет противовоспалительный эффект. В общем, вопрос масштабного и дешевого производства действующих веществ, которыми ценна конопля, стал важным. И здесь пригодились дрожжи. Дрожжи часто используют для производства того, что им не свойственно. В микроскопические грибы вставляют гены, необходимые для создания цепочек ферментов, которые будут синтезировать нужный продукт, например, инсулин. Использование генно-модифицированных дрожжей позволяет наладить промышленное производство нужных веществ, так как дрожжи хорошо знакомый человеку прирученный гриб, который уже несколько тысячелетий делает для него пиво. Ученым пришлось повозиться, чтобы заставить дрожжи сыграть роль конопли. Сначала они использовали гены ферментов самого каннабиса, перенесенные в дрожжи, для того, чтобы те могли производить оливетоловую кислоту из сахара галактозы. Это им удалось, но дальше нужно было превратить оливетоловую кислоту в каннабигероловую кислоту — предшественника всех каннабиноидов. Фермент, который делает это в самой конопле, в дрожжах работать не хотел. Ученым пришлось перепробовать несколько похожих по функциям ферментов бактерий и хмеля (близкого родственника конопли), и порыться в базах расшифрованных транскриптомов самой конопли. Среди фрагментов ДНК каннабиса ученые и нашли ген прежде неизвестного фермента, который умел делать каннабигероловую кислоту, и при этом работал в дрожжах. Остальные гены конопли прижились хорошо, и ученые выстроили цепочку, которая от каннабигероловой кислоты привела к тетрагидроканнабиноловой и каннабидиоловой кислот. Эти кислоты уже легко превращаются в ТГК и КБД на солнце и тепле, даже «самотеком». По мнению авторов исследования, производство чистых веществ с помощью дрожжей позволит лучше исследовать их и производить лекарственные (и нелекарственные) препараты более высокого качества на их основе. Кроме того, стоимость производства «конопляных грибов» ниже, чем обычной конопли.