Geneticky upravená rostlina tabáku vytváří kokain – ale ne pro narkomany

Čínští vědci vytvořili rostlinu tabáku, která ve svých listech produkuje kokain. Vypadá to, jako by chtěli kombinovat dva zlozvyky najednou, ale ujišťují, že jim jde o nalezení cesty k výrobě nových farmaceuticky účinných látek. Jejich objev potvrzuje obrovské možnosti moderních biotechnologií.

Kokain je droga, která se získává ze sušených listů jihoamerické rostliny koky. Na krátký čas uživatele povzbudí, ovšem současně mu negativně působí na srdce a oběhový systém, a ještě vede k závislosti. Tento alkaloid se však také používá pro lokální znecitlivění a pro tlumení bolesti při chirurgických zákrocích.

Až dosud nebyl detailně znám celý postup, jímž rostlina kokain vytváří. To se teď změnilo.

Šeng-Siong Chuang, ředitel Botanického ústavu Čínské akademie věd v jihočínském městě Kchun-ming (Kunming) a jeho kolegové oznámili, že se jim podařilo reprodukovat celou biochemickou dráhu vytváření kokainu. Výzkumníci vše popsali 14. listopadu v odborném periodiku Journal of the American Chemical Society.

A že nebyli čínští vědci sami, kdo chtěl biochemickým reakcím vzniku kokainu přijít na kloub, ukazuje fakt, že vzápětí po nich, 28. listopadu, obdobné zjištění publikoval německo-americký tým v periodiku Proceedings of the National Academy of Sciences.

Výzkumná rostlina, ne kuřivo

Postup, kterým rostlina koky vytváří kokain, se biochemici ve světě snažili zmapovat více než století. Zajímá je to kvůli unikátní struktuře této látky a doufají, že proces by se mohl dát využít pro vznik jiných látek neobvyklých vlastností, nikoli nezbytně psychoaktivních. Ve výzkumech se dostali poměrně daleko, ale pořád jim chyběl závěrečný článek, který by jim umožnil proces uměle vytvořit.

Genová úprava zvýšila úrodu sóji o pětinu. A mohou se přidat další plodiny

Money

Luštěnina sója díky genové úpravě více využívá sluneční záření a fotosyntéza v ní probíhá lépe. Proto dává vyšší úrodu. Výzkum, který financovala Nadace Billa a Melindy Gatesových, nabízí nové možnosti pro světové zemědělství.

Josef Tuček

Přečíst článek

A ten nyní jako první popsali výzkumníci, které vedl ředitel Chuang. Že si čínští badatelé vzali k pokusům tabák, nesouvisí s jejich případnou zálibou v kouření. Když genetikové zkoumají své postupy na laboratorních zvířatech, používají malinkaté mušky octomilky případně větší myši nebo laboratorní potkany. Botaničtí genetikové k témuž používají drobnou rostlinku huseníček nebo právě tabák. Ten může dorůstat až do dvou metrů a v jeho listech se vytváří větší množství zkoumané látky.

Šest genů pro zdárnou reakci

Čínští výzkumníci identifikovali dva nové enzymy, které se na procesu vzniku kokainu podílejí. Určili dva geny, z nichž každý řídí vznik jednoho z enzymů. A ty v laboratoři vložili do rostlinky tabáku – spolu s dalšími čtyřmi geny, jejichž úloha už byla známa z minula.

A skutečně, v tabákových listech vznikl čistý kokain. Bylo ho čtvrtinové množství oproti obsahu v listech koky. Potenciální narkobaroni by tedy asi neměli zájem geneticky upravený „kokainový“ tabák ukrást a pěstovat jej.

Jak výzkumníci uvádějí, v této fázi jim šlo o potvrzení, že jimi popsaný biochemický mechanismus vzniku omamného alkaloidu skutečně funguje a mohl by se dát použít i pro obdobné existující či nově vytvořené látky, od nichž se čekají spíše léčivé než psychotropní účinky.

Proč jsou luštěniny potravinou budoucnosti? Jsou superzdravé, chutné a navíc levné

Enjoy

Luštěniny slavily 10. února svůj světový den, letos už podesáté. Ustanovila ho Organizace spojených národů v roce 2013. Mnoho takto poctěného jídla není. Luštěninám se tohoto privilegia dostalo z prostého důvodu, bylo třeba je zpopularizovat. Tahle nepříliš sexy skupina potravin má totiž obrovský potenciál: jde o výživově velmi hodnotné suroviny, z nichž se dá připravit takřka jakýkoli pokrm.  

Darina Křivánková

Přečíst článek

Na řadě je práce mikroorganismů

Kokain patří mezi takzvané tropanové alkaloidy, které vznikají i v dalších rostlinách. Mezi nimi je známý zejména atropin, což může být jed, ale také se používá v lékařství pro rozšíření zornic a k léčbě poruch oka či k posílení srdeční frekvence. Nově objevený postup tedy nabízí i cestu k výrobě dalších podobných látek, i když se od kokainu liší.

Čínští vědci uvádějí, že v případě zájmu o větší produkci nebudou potřebné geny vkládat do tabákových rostlin, nýbrž do bakterií nebo kvasinek (například těch pekařských), které se rychle množí. Ty by pak nové alkaloidy produkovaly v bioreaktorech v továrnách. Jde o běžný způsob, jak se dnes průmyslově vytváří spousta užitečných produktů, zejména léků.

Genově upravené rostliny ochrání ovzduší v práci i doma

Money

Letošní zima přináší nutnost šetřit energií, tedy i míň větrat. Na pracovištích i v domácnostech se budou ve vzduchu hromadit nechtěné chemikálie. Pomoci mohou rostliny – ty přirozené, a v zemích, kde je to povoleno, také genově modifikované.

Josef Tuček

Přečíst článek

Kdo vydělá?

Druhý tým, který se výzkumem zabýval patnáct roků, ale s publikací výsledků se opozdil, má z pohledu světové vědy výrazně hvězdnější obsazení než badatelé z botanického ústavu v čínském Kchun-mingu. „Opozdilce“ vedli badatelé z německého Leibnizova ústavu rostlinné genetiky a výzkumu zemědělských plodin a zapojili se vědci ze superhvězdné americké Stanfordovy univerzity. Ovšem kdo druhý chodí, mívá smůlu, když jde o vědecké prvenství. V praxi teď ovšem jde také o to, kdo dokáže z využití nových poznatků profitovat. Tedy získat patenty a dobře prodat licence. Což se teprve ukáže.

Jenom drogové kartely, snad, mají smůlu. Uskutečnění genetické modifikace bakterií nebo kvasinek k tomu, aby produkovaly kokain, je pravděpodobně mimo jejich schopnosti.

Genetická úprava umožňuje bakterii vyrábět léky ještě efektivněji než dosud

Enjoy

Běžní Američané se jí hodně bojí, běžní Evropané se jí bojí trochu, zato světový biotechnologický a farmaceutický průmysl je z této bakterie nadšený, protože s její pomocí vyrábí léky. A teď vědci bakterii E. coli geneticky upravili tak, že je ještě odolnější proti virovému napadení, takže může pracovat v továrnách o to efektivněji, píše pro Newstream vědecký novinář Josef Tuček.

Josef Tuček

Přečíst článek