Обнаружены гены опиумного мака, ответственные за синтез кодеина и морфина в растении. Канадские ученые предлагают создавать с их помощью искусственные обезболивающие, вживляя «ген кодеина» в грибы или бактерии. Это сократит зависимость фармацевтической промышленности от стран, выращивающих мак.
Возможно, в будущем эффективные обезболивающие (сильнодействующие наркотические вещества) кодеин и морфин можно будет производить нетрадиционным путем. На данный момент есть два основных метода – выделение их из опиумного мака, который сам с успехом справляется с синтезом запрещенных веществ, и лабораторный синтез из неорганических или более простых органических веществ. А вот исследователи Университета Калгари предлагают заставить гены мака, ответственные за «нелегальный бизнес», работать на человека в лабораторных условиях.
Ученые обнаружили в геноме опиумного мака два гена, дающие растению возможность синтезировать кодеин и морфин.
Их работу публикует Nature Chemical Biology.
«Ферменты, кодируемые этими двумя генами, ускользают от биохимиков, занимающихся растениями уже полвека. Нам же удалось не только найти эти ферменты, но и связать с ними гены, ответственные за их работу. Это гигантский шаг вперед в понимании механизмов работы опиумного мака. В нашей области это все равно, что найти ген развития рака или иного генетического заболевания», – отметил профессор Питер Фаччини, ведущий автор работы.
Опиумный мак//Peter Faccini
При анализе генома опиумного мака исследователи перебрали более 23 тыс. генов и обнаружили самый важный для себя – ген, кодирующий фермент кодеин-O-деметилазу (CODM), которая ответственна за переработку кодеина в морфин в самом растении. Этот процесс (и соответствующий ген) объясняет уникальную способность мака к синтезу морфина.
В отличие от морфина, перешедшего из категории медицинских препаратов в категорию запрещенных веществ, кодеин остается одним из самых распространенных в медицинской практике опиатов и входит в состав многих доступных обезболивающих (в частности, в форме фосфата – в седальгин, а в форме основания – в пенталгин).
И морфий, и кодеин пользуются успехом у представителей мировой культуры. Морфием увлекалось множество знаменитых персонажей, как реальных, так и вымышленных. Так, морфинизмом страдали (или наслаждались) Шерлок Холмс, Анна Каренина, Михаил Булгаков, Эдит Пиаф. С кодеином же в составе сиропа от кашля связано целое музыкальное направление Chopped and screwed – техасский медленный рэп.
Ну а самым известным на сегодняшний день пользователем кодеина является кумир миллионов – доктор Грегори Хаус. В его любимый викодин входит гидрокодон – производное кодеина.
Кодеин (метилморфин) может быть получен непосредственно экстракцией из растения либо синтезирован из более доступного морфина одностадийным алкилированием. Однако оба эти метода ограничивают круг производителей странами, имеющими возможность выращивать опиумный мак. Канада, родина авторов работы, закупает опиаты из других стран, а ее жители тратят на кодеиносодержащие лекарства по $100 млн ежегодно.
«Генетический синтез» кодеина, дорогу для которого открывает работа Фаччини и его коллег, позволит создавать биологические заводы по синтезу кодеина в любой стране.
«Наше открытие дает возможность использовать микроорганизмы для производства опиатов и других важных лекарств», – отметил исследователь.
На следующем этапе работы ученые надеются «вживить» кодеиновый ген бактериям или дрожжевым грибам, чтоб производить лекарство в них.
