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 Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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