「この2つの遺伝子がコードする酵素は、半世紀にわたって植物生化学者を逃がしてきました」と、ケシのユニークな性質を研究する生物科学科のピーター・ファッキーニ教授は言う。 「酵素だけでなく、その遺伝子も見つかったことで、私たちは大きな一歩を踏み出しました。 これは、癌やその他の遺伝子疾患に関与する遺伝子を見つけることに相当します」
研究者たちの発見は、Nature Chemical Biologyに掲載されています。
コデインは、世界で最も広く使われているアヘン剤で、最もよく使われる鎮痛剤の1つです。 コデインは植物から直接抽出することができますが、ほとんどのコデインは、ケシに含まれるはるかに豊富なモルヒネから合成されます。 コデインは肝臓の酵素によってモルヒネに変換され、これが活性鎮痛剤となり、ヒトの体内に自然に存在する化合物となります。 カナダ人はコデイン含有医薬品に毎年1億ドル以上を費やしており、一人当たりのコデイン消費量は世界でもトップクラスです。 それにもかかわらず、カナダはすべてのアヘンを他国から輸入しています。
「この発見により、コデインの生産を停止させる植物を作ることができる可能性があります。 また、制御されたバイオプロセス施設において、コデインや他のアヘン薬をより効率的かつ経済的に合成することを目指しています」とFacchini氏は述べています。 “我々の発見により、現在、アヘン薬やその他の重要な医薬品を微生物で生産することが可能になりました。” 研究チームの次のステップの一つは、コデイン遺伝子を使って、酵母やバクテリアで医薬品を生産することです。
ファッキーニ研究室のポスドク研究員であるジリアン・ヘーゲル氏は、博士課程研究の一環として、これらの重要遺伝子を見つける仕事を任されました。 彼女は、最先端のゲノミクス技術を使って、最大 23,000 種類の遺伝子を選別し、最終的に、コデインをモルヒネに変換する植物酵素を生成するコデイン O-デメンチラーゼ (CODM) という遺伝子を発見することに成功しました。 「ケシがどのようにモルヒネを作るのかを理解するために必要だったミッシングピースを見つけたのです」
ファッキーニは付け加えます。 “単一の植物種におけるこの2つの遺伝子の進化は、過去数千年にわたり人類に非常に大きな影響を及ぼしてきました。 今回の発見により、このユニークな遺伝子の力を多くの重要な方法で利用することができるようになりました」
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