前回に引き続き、2019年度の10号目のネイチャーのハイライトより。
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生物工学：発酵してカンナビノイドを作る酵母
Nature 567, 7746
2019年3月7日
生物工学：発酵してカンナビノイドを作る酵母
Nature 567, 7746
2019年3月7日
大麻（Cannabis sativa L.）は数千年にわたって栽培されてきており、その医療目的での使用については、ますます関心が高まっている。だが、天然物であるその活性成分の存在量は少なく、しかも化学構造が複雑であることがさらなる利用法開発を妨げてきた。J Keaslingたちは今回、出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）に改変を加え、さまざまな生物由来の多数の酵素を導入することによって、主要なカンナビノイドの一部、すなわちカンナビゲロール酸（CBGA）、Δ^9-テトラヒドロカンナビノール酸（THCA）、Δ^9-テトラヒドロカンナビバリン酸（THCVA）とカンナビジバリン酸（CBDVA）を、単糖であるガラクトースから効率よく生合成させたことを報告している。この系を使えば、天然および非天然のカンナビノイドの両方を効率的に産生できるので、科学研究や臨床開発が促進されそうだ。
Letter p.123
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本論文においては、日本語版本誌では、「生物工学：カンナビノイドおよびその非天然類似体の酵母での全生合成」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
酵母におけるカンナビノイドおよびそれらの非天然類似体の完全な生合成
となり、Abstractを直訳しますと・・・
Cannabis sativa L.は、数千年にわたるその薬効成分のために世界中で栽培され、使用されています[1]。いくつかのカンナビノイド、大麻の特徴的な成分、およびそれらの類似体は、潜在的な医療用途のために広範囲に調査されてきました[2]。特定のカンナビノイド製剤は、さまざまな人の病気の治療のために、いくつかの国で処方薬として承認されています[3]。しかし、カンナビノイドの研究と薬用は、大麻の法的なスケジューリング、ほとんどすべての既知のカンナビノイドのほぼすべてのプランタの豊富さ[4]、およびバルク化学合成を制限するそれらの構造の複雑さによって妨げられています。ここでは、単純な糖ガラクトースから、主要なカンナビノイドであるカンナビゲロール酸、Δ^9-テトラヒドロカンナビノール酸、カンナビジオール酸、Δ^9-テトラヒドロカンナビビリン酸およびカンナビジバリン酸の完全な生合成をSaccharomyces cerevisiaeで報告します。これを達成するために、天然メバロン酸経路を設計してピロリン酸ゲラニルを大量に供給し、異種の多生物由来のヘキサノイルCoA生合成経路を導入しました[5]。また、オリベトール酸[6]の生合成に関与する酵素をコードするカンナビス遺伝子、およびゲラニルピロリン酸：オリベレートゲラニルトランスフェラーゼ活性を持つ未発見の酵素の遺伝子、および対応するカンナビノイド合成酵素の遺伝子も導入しました[7,8]。さらに、カンナビノイドアナログを生成するいくつかの経路遺伝子の乱交を利用した生合成アプローチを確立しました。私たちの操作した株に異なる脂肪酸を供給すると、受容体結合親和性と効力を変化させることが知られている分子の一部に変更を加えたカンナビノイド類似体が得られました[9]。また、アクセスしやすい化学空間をさらに拡大するために、単純な合成化学によって生体システムを補完できることも実証しました。私たちの仕事は、これらの化合物のより厳密な研究を可能にし、さまざまな人間の健康問題の治療法の開発に使用できる天然および非天然のカンナビノイドの生産のためのプラットフォームを提供します。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Letter p.123
Data availabilityによりますと・・・
大麻候補プレニルトランスフェラーゼのヌクレオチド配列データは、DDBJ / ENA / GenBankデータベースのサードパーティの注釈セクションで入手できます（拡張データ表4）。この研究のために開発された株およびプラスミド（拡張データ表1）は、注釈付き配列とともに、合成生物学工学研究センター（Synberc）レジストリ（https://synberc-registry.jbei.org/）に寄託されており、物理的に合理的な要求に応じて著者から入手可能。規制物質またはその直接前駆体を生産する株は、適切な承認とライセンス（たとえば、DEA許可）がなければ研究所や機関にのみ提供できます。データ分析用のカスタムPython 3.6スクリプトは、合理的な要求に応じて著者から入手できます。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「膜の生物物理学：Gタンパク質共役型イオンチャネルのシグナル伝達」を取り上げます。
※寝入ってしまいましたので、巡回等・ブログ活動が大変に遅れており、大変申し訳ございません。主治医からは様子見ということで、こういうことが続くと思いますが、休み休み致します。
