Китайские генетики создали растения табака, производящие кокаин
Биологи впервые определили природный путь синтеза кокаина и перенесли соответствующие гены в растения табака, «научив» их производить небольшие количества наркотика.
Кокаин – опасный наркотик, который выделяют из листьев коки. При этом набор химических реакций, с помощью которых растение производит его, до сих пор был полностью неизвестен. Определить последние шаги биосинтеза кокаина удалось команде китайских ученых из Куньминского института ботаники, – и помогли им другие «природные производители» наркотиков, растения табака. Статья об этом опубликована в Journal of the American Chemical Society.
Еще в далеком прошлом жители Южной Америки обнаружили, что растения рода Erythroxylum производят алкалоиды, которые оказывают стимулирующее и наркотическое действие. Ключевое из этих веществ, кокаин был выделен учеными в середине XIX века. Долгое время он широко использовался в качестве медицинского средства и стимулятора, однако из-за привыкания и других негативных последствий для здоровья оказался внесен в перечень запрещенных веществ и стал нелегальным.
Сегодня кокаин законно производится в очень ограниченных количествах и под строжайшим контролем, исключительно в медицинских и научных целях. Существуют методы, позволяющие синтезировать вещество «с нуля» и, конечно, экстрагировать его из листьев кокаинового куста. Однако путь образования кокаина в самих растениях до сих пор был определен не полностью. Ранее его удалось проследить до промежуточного соединения, производного оксибутановой кислоты МРОА, однако финальные шаги превращения МРОА в кокаин оставались неясными. Выяснить их удалось лишь теперь.
На финальных этапах молекулы МРОА должны проходить через реакции метилирования и окислительной циклизации. Поэтому ученые во главе с Шэн-Сюн Хуаном (Sheng-Xiong Huang) исследовали ДНК кокаинового куста, чтобы определить участки, которые кодируют белки, катализирующие соотвествующие реакции: метилазы и оксидазы. Самые переспективные гены они переносили в табак Бентхама (Nicotiana benthamiana) – популярный модельный организм для изучения физиологии растений.
Оценивая производительность различных пар ферментов, авторы заключили, что самым эффективным сочетанием оказалась оксидаза EnCYP81AN15 и метилаза EnMT4. Под действием первого белка МРОА циклизуется, под действием второго присоединяет метильную группу, приводя к появлению кокаина. Листья такого ГМ-табака содержали до 400 нанограммов наркотика на миллиграмм высушенной массы, что составляет менее пяти процентов от содержащегося в листьях кокаинового куста.
Теперь, когда полный путь биосинтеза кокаина установлен, соответствующие гены можно будет перенести в бактерии, чтобы получать вещество в нужных для медицины и науки количествах. При этом ученые подчеркивают, что их работа не принесет никакой пользы нелегальному бизнесу, связанному с наркотиками. По их словам, производство кокаина традиционным путем, из листьев коки, намного проще и дешевле, и ГМ-бактерии вряд ли окажутся привлекательными для наркокартелей.
Telegram 
Дзен 
VK Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Современные авиационные материалы должны быть легкими и сверхпрочными, чтобы выдерживать высокие нагрузки. Для этого в основной металл добавляют другие металлы — их называют легирующими элементами. Они помогают создать сложную внутреннюю структуру: микроскопические кристаллы (зерна), границы между ними и мелкие включения. Именно эти включения могут значительно повысить прочность сплава. Ученые Пермского Политеха создали математическую модель, которая показывает, как такие частицы влияют на поведение материала и внутри зерен, и на их границах. Реакция сплава на экстремальные нагрузки зависит от того, как расположены элементы структуры, а также от размера и состава включений. Модель поможет ускорить разработку новых сплавов: инженеры смогут заранее, на этапе проектирования, оценивать поведение материала и подбирать структуру, которая обеспечит нужные прочность, пластичность и долговечность.
Шведские и испанские биологи выяснили, что жизненный цикл красношейных козодоев строго подчиняется фазам Луны. В полнолуние эти ночные птицы активно охотятся и набирают вес, а в темные ночи новолуния сталкиваются с дефицитом энергии и впадают в легкое оцепенение. Колебания освещенности управляют не только ежедневным метаболизмом птиц, но и датами сезонных миграций и размножения.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии