”Näiden kahden geenin koodaamat entsyymit ovat olleet kasvien biokemistien ulottumattomissa puolen vuosisadan ajan”, sanoo biologisten tieteiden laitoksen professori Peter Facchini, joka on omistanut uransa oopiumiunikon ainutlaatuisten ominaisuuksien tutkimiselle. ”Kun löysimme entsyymien lisäksi myös geenit, olemme ottaneet suuren askeleen eteenpäin. Se vastaa sellaisen geenin löytämistä, joka liittyy syöpään tai muihin geneettisiin häiriöihin.”
Tutkijoiden löydökset on julkaistu Nature Chemical Biology -lehdessä.
Kodeiini on ylivoimaisesti maailman käytetyin opiaatti ja yksi yleisimmin käytetyistä kipulääkkeistä. Kodeiinia voidaan uuttaa suoraan kasvista, suurin osa kodeiinista syntetisoidaan oopiumiunikossa paljon runsaammin esiintyvästä morfiinista. Maksassa oleva entsyymi muuttaa kodeiinin morfiiniksi, joka on aktiivinen kipulääke ja ihmisessä luonnossa esiintyvä yhdiste. Kanadalaiset käyttävät vuosittain yli 100 miljoonaa dollaria kodeiinia sisältäviin lääkevalmisteisiin, ja he ovat maailman suurimpia lääkkeen kuluttajia henkeä kohden. Tästä huolimatta Kanada tuo kaikki opiaatit muista maista.
”Tämän löydön avulla voimme mahdollisesti luoda kasveja, jotka pysäyttävät kodeiinin tuotannon. Pyrimme myös siihen, että kodeiinia ja muita opiaattilääkkeitä voitaisiin syntetisoida tehokkaammin ja taloudellisemmin valvotuissa bioprosessointilaitoksissa”, Facchini sanoo. ”Löytömme tekee nyt mahdolliseksi käyttää mikro-organismeja opiaattilääkkeiden ja muiden tärkeiden lääkeaineiden tuottamiseen.” Yksi tutkimusryhmän seuraavista vaiheista on käyttää kodeiinigeeniä lääkkeiden tuottamiseen hiivassa tai bakteereissa.
Jillian Hagel, Facchinin laboratoriossa työskentelevä tohtorin tutkijan jälkeinen tutkijatohtori, sai tehtäväkseen löytää nämä avaingeenit osana väitöskirjatutkimustaan. Hän onnistui käyttämään huippuluokan genomiikan tekniikoita, jotka auttoivat häntä lajittelemaan jopa 23 000 erilaista geeniä ja lopulta löytämään geenin nimeltä kodeiini O-dementylaasi (CODM), joka tuottaa kasvientsyymiä, joka muuttaa kodeiinin morfiiniksi.
”Se oli jännittävä päivä”, Hagel kertoo löytönsä hetkestä. ”Löysimme puuttuvat palat, joita tarvittiin ymmärtämään, miten oopiumiunikko valmistaa morfiinia.”
Facchini lisää: ”Näiden kahden geenin evoluutiolla yhdessä ainoassa kasvilajissa on ollut niin valtava vaikutus ihmiskuntaan viimeisten useiden tuhansien vuosien aikana. Löytömme mahdollistaa tämän ainutlaatuisen geneettisen voiman hyödyntämisen monilla tärkeillä tavoilla.”