Национальный университет Сингапура, Медицинская школа Йонг Лу Лин
Во всем мире все больше людей стареют. По данным Всемирной организации здравоохранения, к 2030 году каждый шестой человек в мире будет в возрасте 60 лет и старше. К 2050 году население мира в возрасте 60 лет и старше удвоится и составит 2,1 миллиарда человек. Ожидается, что число людей в возрасте 80 лет и старше утроится в период с 2020 по 2050 год и достигнет 426 миллионов человек.
Ожидается, что в связи с растущим числом пожилых людей число людей, живущих с возрастными заболеваниями, такими как деменция, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, также будет расти в геометрической прогрессии. Эти возрастные заболевания являются новым препятствием для здорового и функционального старения.
Класс лекарств, используемых для лечения нейрокогнитивных заболеваний и других неврологических заболеваний (мигрень, головные боли и т. д.), в настоящее время получают из экстрактов грибка спорыньи. Однако дальнейшее культивирование спорыньи в медицинских целях не является устойчивым, поскольку промышленное сельское хозяйство является одним из крупнейших источников выбросов углерода во всем мире.
Чтобы удовлетворить глобальный спрос на такие лекарства, ежегодно производится от 10 до 15 тонн D-лизергиновой кислоты (DLA), ингредиента, используемого при производстве лекарства. Грибы спорыньи являются паразитами зерновых культур, таких как рожь, и их выращивание предполагает их выращивание на полях с такими культурами, которые в противном случае можно было бы использовать для производства продуктов питания. Чтобы сократить использование пахотных земель для производства таких лекарств, группа исследователей из Медицинской школы Йонг Лу Лин при Национальном университете Сингапура (NUS Medicine) и Имперского колледжа Лондона опробовала альтернативный способ производства DLA.
Используя дрожжи, широко известные для приготовления хлеба, и методы синтетической биологии, команда ввела ферменты грибка спорыньи в пекарские дрожжи, которые также оказались другим грибком. Затем в процессе, известном как ферментация, модифицированные дрожжи выращивали с использованием сахара для производства DLA. Естественная ферментация использовалась на протяжении всей истории человечества для производства продуктов питания, особенно в производстве хлеба и пива. Точно так же, как пекарские дрожжи использовались для производства алкоголя и ароматизаторов в пиве, ферментация с использованием модифицированных дрожжей теперь может производить DLA.
Исследование было опубликовано в Nature Communications 7 февраля 2022 года.
«Возможно производить до пяти тонн DLA в год с использованием текущего штамма дрожжей, а при дальнейшей оптимизации могут быть достигнуты уровни коммерческого производства», — пояснил доцент Ю Вэнь Шань из отдела биохимии NUS Medicine и соавтора. ведущий главный исследователь исследования. «Это исследование основано на растущем количестве работ, в которых используются микробы, такие как дрожжи, для устойчивого производства лекарств и функциональных пищевых ингредиентов».
Профессор Пол Фримонт из отделения инфекционных заболеваний Имперского колледжа Лондона сказал: «Дрожжи были ключевой частью человеческой цивилизации на протяжении тысячелетий, помогая нам печь хлеб и варить пиво. Но наши отношения с этим знакомым микробом развиваются., Благодаря этому захватывающему сотрудничеству мы смогли использовать грибковые клетки, чтобы они действовали как миниатюрные фабрики по производству исходных соединений для лекарств. Это пример того, как что-то, казалось бы, маленькое и несущественное, может изменить человеческую жизнь, создавая лекарства, которые позволят помочь нам лучше стареть и уменьшить воздействие промышленного производства лекарств на окружающую среду».
Источник:
Материалы предоставлены Национальным университетом Сингапура, Медицинской школой Йонг Лу Лин.
Ссылка на журнал :
- Гаррет Вонг, Ли Ронг Лим, Йонг Куан Тан, Мейбел Кхо Го, Дэвид Дж. Белл, Пол С. Фримонт, Вен Шан Ю. Восстановление полного биосинтеза D-лизергиновой кислоты в дрожжах. Связь с природой, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28386-6
