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像酿酒一样“酿”出大麻素

信息来源:深圳特区报 信息提供日期:2019-03-15 【字体: 视力保护色:


杰·基斯林院士和罗小舟博士。

  仅仅使用发酵罐,就能合成出需经过6个月人工才能种植提取出的大麻素,发挥其临床医用价值。日前,国际合成生物学产业化先驱,美国工程院院士、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物化学研究中心主任杰·基斯林团队在国际顶尖学术期刊《自然》杂志发表研究成果,基斯林为文章通讯作者,深圳先进院合成所(筹)为通讯单位之一,文章第一作者为罗小舟博士。

  这是人类历史上首次在微生物中合成大麻素及其相关衍生物。该成果吸引了全球的目光,领域专家纷纷表示“这是合成生物学领域的又一重大突破”。

  众所周知,大麻在世界范围内的种植和使用已有上千年历史,人们对其主要活性分子大麻素类化合物中的个别分子已进行部分研究,发现部分大麻素具有有效的药用价值。

  目前,国际上许多国家已经批准将大麻素类药物用于治疗癫痫、免疫性肝炎等部分罕见病;据不完全统计,在美国,含大麻二酚的药用大麻每年至少造福了一万个家庭。

  大麻素提取却面临着难度大、操作复杂等难题。基斯林院士告诉记者,自然界植物中的大麻素纯度很低,现有的提纯技术不可能达到理想纯度。大麻素化合物有100多种,一些罕见的种类纯度更低,很难达到药用价值。因此,利用合成生物学手段合成大麻素,意义非凡。

  经过研究,基斯林院士和罗小舟博士决定利用微生物发酵的方法来大规模制备多种大麻素及其衍生物,也就是说,“像酿酒一样酿出大麻素”。基斯林表示,发酵制取高纯度大麻素,成本是种植的十分之一、化学合成的四百分之一,制作过程绿色环保,而且可以防止大麻素残余的污染以及方便国家管控。

  据介绍,他们利用多种前沿合成生物学技术,在酿酒酵母这种只有8微米直径的小小微生物上,植入高产的大麻素基因,再把带着大麻素基因的酿酒酵母放到发酵罐里,酵母就像一个细胞工厂,可以像酿酒一样酿出大麻素。

  由于这一科研突破,“临床患者所需的大量大麻素可能不再需要辛苦种植大麻类作物,只需在工厂里连续24小时培养这种合成的小小微生物,然后提取对应的化学分子就可以了。”罗小舟说。

  北京大学药学院特聘研究员刘涛评价说,这项工作对于基础研究和医药研究均有重要价值。

  基斯林院士说,合成生物学的过程非常艰辛,深圳市政府对此非常支持,建设了一批合成生物研究的重大科技基础设施,为前沿研究提供支撑。此外,深圳是个国际化大都市,积聚了世界级顶尖人才。这些也是他选择在深圳进行科研和产业化的原因。

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