“De enzymer, der er kodet af disse to gener, har været undsluppet plantebiokemikere i et halvt århundrede”, siger Peter Facchini, professor i biologisk videnskab, som har viet sin karriere til at studere opiumvalmuens unikke egenskaber. “Ved at finde ikke blot enzymerne, men også generne, har vi taget et stort skridt fremad. Det svarer til at finde et gen, der er involveret i kræft eller andre genetiske lidelser.”
Forskerens resultater er offentliggjort i Nature Chemical Biology.
Codein er langt det mest udbredte opiat i verden og et af de mest anvendte smertestillende midler. Kodein kan udvindes direkte fra planten, det meste kodein syntetiseres fra den langt mere rigelige morfin, der findes i opiumvalmue. Kodein omdannes af et enzym i leveren til morfin, som er det aktive smertestillende middel og en naturligt forekommende forbindelse i mennesker. Canadierne bruger hvert år mere end 100 millioner dollars på kodeinholdige farmaceutiske produkter og er blandt verdens største forbrugere af stoffet pr. indbygger. På trods af dette importerer Canada alle sine opiater fra andre lande.
“Med denne opdagelse kan vi potentielt skabe planter, der vil stoppe produktionen af kodein. Vi arbejder også på at syntetisere kodein og andre opiatstoffer mere effektivt og økonomisk i kontrollerede bioprocesseringsanlæg”, siger Facchini. “Vores opdagelse gør det nu muligt at bruge mikroorganismer til at fremstille opiatmedicin og andre vigtige lægemidler.” Et af de næste skridt for forskerholdet er at bruge kodein-genet til at producere lægemidler i gær eller bakterier.
Jillian Hagel, der er postdoc i Facchinis laboratorium, fik til opgave at finde disse nøglegener som en del af sin ph.d.-forskning. Det lykkedes hende ved hjælp af avancerede genomforskningsteknikker, der hjalp hende med at sortere op til 23.000 forskellige gener og i sidste ende finde et gen kaldet kodein O-dementhylase (CODM), der producerer det planteenzym, der omdanner kodein til morfin.
“Det var en spændende dag”, siger Hagel om sit øjeblik med opdagelsen. “Vi har fundet de manglende brikker, der var nødvendige for at forstå, hvordan opiumvalmuen laver morfin.”
Facchini tilføjer: “Udviklingen af disse to gener i en enkelt planteart har haft en så stor betydning for menneskeheden i de sidste flere tusinde år. Vores opdagelse gør det muligt at udnytte denne unikke genetiske kraft på mange vigtige måder.”