酵母发酵的化疗。现在我们可以酿制任何东西

Sarah Amandolare报道

2022年9月30日 -- 一种令人难以置信的古老的制造药物的方式，现在是一种令人难以置信的新的制造药物方式。科学家们对一种酵母的发酵过程进行了基因重组，以便生产化疗化合物而不是啤酒。 

研究人员说，Vinblastine是到目前为止用工程酵母生产的最复杂的化合物。它的天然成分通常是从马达加斯加的一种濒危植物中收获的，而且这种化疗药物被列入了世界卫生组织的基本药物清单。合成生产醋甲司汀可以消除供应问题，降低成本，并拯救生命。 

把它做好花了7年时间。 

"文章合著者Jay Keasling博士说："这就像让一个管弦乐队奏出旋律，因为所有这些步骤都必须一起工作，以达到最终产品的目的。"如果你给酵母喂糖，它就会生产啤酒和葡萄酒。在这种情况下，我们已经用生产这些天然产品的途径取代了乙醇途径。"

基因工程酵母（与大肠杆菌一起）是一种用于生物制药生产的关键微生物。酵母已经被重新设计，以生产其他天然存在的化合物，如大麻素和抗疟药物青蒿素。该过程涉及从植物细胞中移除一连串的生化反应，或代谢途径，并在酵母细胞内进行重建。 

圣杯的化合物

长春碱是3000多种植物生产的分子中的一种，被称为单萜吲哚生物碱（MIAs），其中一些已经被美国食品和药物管理局批准为治疗药物。据Keasling说，每种MIA都来自不同的植物，其中一些是罕见的，或因过度采伐而面临灭绝的危险。 

"基斯林说："设计一种酵母来生产这些分子将使它们在一个简单的平台上生产，即发酵，而不是必须种植个别植物或从野外收获它们。"我们基本上已经把这种生产啤酒和葡萄酒的古老方法共同用于生产这些其他重要的产品。"

由丹麦技术大学领导的国际研究小组想证明他们可以合成制造各种MIA，因此他们从他们知道的最复杂的MIA开始：Vinblastine。 

醋甲司汀有大约30,000个基因。研究人员首先必须确定一个31步的序列。据研究人员说，这是有史以来从植物中取出并插入微生物中的最长的生物合成途径。

到目前为止，只能通过使用从马达加斯加长春花植物的叶子中收获的两种活性成分--文德林和卡他林来生产醋甲司汀。生产一克长春花的叶子可能需要4000多磅的干叶。供应延误导致从2019年夏天到2021年该药物的国际短缺。 

尽管研究人员无法在酵母中直接生产乙烯基安定，但他们成功地通过基因工程使酵母产生文德林和阴离子。然后，这些化合物被提纯并通过化学方法耦合，形成了乙烯巴斯丁。 

据研究人员说，重建vinblastine的代谢途径需要进行56次基因编辑。沿着该途径的每一步发生的生化反应都需要酶--因此研究人员必须确保酶的生产数量正确。 

"基斯林说："你不能让一个步骤的工作明显好于所有其他步骤，或者一个步骤根本不能很好地工作。酶还依赖于其他因素，如维生素和矿物质，这些因素也必须被插入到序列中。 

研究人员只生产了非常少量的醋酸盐，但是这项技术为生产许多其他天然存在的化合物打开了大门，包括一种抗瘾分子，这种分子的制造成本很高，因为它是由植物少量生产的。 

"我们选择的这个分子有点像圣杯。基斯林说："这是一个大分子，以任何其他方式生产它真的很有挑战性。"因此，如果我们能做这个分子，这意味着其他的分子肯定是可以做的。"