Biotechnologové vyvinuli novou metodu výroby různých přírodních látek polyketidů v amébách. Mezi polyketidy patří antibiotika (erytromycin), výživové doplňky, ale také kyselina olivetová, kanabinoid a prekurzor pro syntézu THC (tetrahydrokanabinol), jedné z účinných látek v konopí.

Studii provedli vědci z Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology – Hans Knoell Institute v Jeně.

S rigoróznějším zkoumáním THC je problém. Izolovat čistém THC z množství jiných látek obsažených v konopí je složité, výtěžnost chemické syntézy zase nízká a drahá. Biotechnologové již zkusili produkovat THC pomocí bakterií Escherichia coli nebo kvasinek Saccharomyces cerevisiae, s nimiž se pracuje rutinně (jde o modelové organismy), nicméně je k tomu třeba do nich vnést hned několik nových genů. Jedním z dalších slibných kandidátů se podle nového výzkumu ukazuje améba Dictyostelium discoideum, která již disponuje mnoha biosyntetickými geny pro produkci látek podobných polyketidům. První autorka studie Christin Reimer uvedla, že mnohé z těchto genů se i přímo podobají těm rostlinným.

Co jsou Améby/Mněňavky na české Wikipedii – ZDE!

Výzkumníci nejprve nechali amébu pokusně vyrábět resveratrol, který patří rovněž mezi polyketidy. Poté do genomu améby začlenili rostlinný enzym, který produkuje kyselinu olivetovou. Pak bylo ještě potřeba přidat vlastní chemické prekurzory syntézy. Nakonec se ukázalo, že poslední krok lze navíc obejít, protože améba obsahuje enzym, který základní hexanovou jednotku umí vyrábět sám. Kombinací obou enzymů se pak podařilo získat funkční hybridní („mezidruhový“) enzym, který i syntézu kyseliny olivetové zvládne sám o sobě. Po vložení dalších dvou enzymů (genů pro ně) by pak pak Dictyostelium discoideum měla dokázat vyrábět i přímo THC. Autoři výzkumu si již podali žádost o patent. Uvádějí, že příslušná améba by pro výrobu produktů na bázi polyketidů mohla fungovat jako obecná platforma.

Christin Reimer et al, Engineering the amoeba Dictyostelium discoideum for biosynthesis of a cannabinoid precursor and other polyketides, Nature Biotechnology (2022). DOI: 10.1038/s41587-021-01143-8
Zdroj: Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology – Hans Knoell Institute / Phys.org