과학자들은 약물 제조를 용이하게하기 위해 박테리아를 납치

과학자들은 약물 제조를 용이하게하기 위해 박테리아를 납치
날짜:
2022년 7월 7일
원천:
텍사스 오스틴 대학교
요약:
오늘날보다 더 저렴하고 지속 가능한 약물 옵션을 위해 고혈압, 통증 또는 기억 상실을 치료하기 위해 복용하는 약물이 언젠가 요구르트와 같은 통에서 배양된 조작된 박테리아에서 나올 수 있습니다. 그리고 새로운 박테리아 도구 덕분에 박테리아 세포에서 약물 제조를 개선하는 과정이 생각보다 빨리 올 수 있습니다.

오늘날보다 더 저렴하고 지속 가능한 약물 옵션을 위해 고혈압, 통증 또는 기억 상실을 치료하기 위해 복용하는 약물이 언젠가 요구르트와 같은 통에서 배양된 조작된 박테리아에서 나올 수 있습니다. 그리고 텍사스 대학 오스틴에 있는 과학자들이 개발한 새로운 박테리아 도구 덕분에 박테리아 세포에서 약물 제조를 개선하는 과정이 우리가 생각했던 것보다 더 빨리 올 수도 있습니다.

수십 년 동안 연구자들은 제약 회사의 현재 프로세스보다 더 저렴하고 지속 가능한 약물 제조 방법을 모색해 왔습니다. 박테리아를 사용하는 것이 좋은 유기적 대안으로 제안되었지만 치료 분자의 생산을 감지하고 최적화하는 것은 어렵고 시간이 많이 걸리며 단번에 몇 달이 소요됩니다. 이번 주 Nature Chemical Biology 에 발표된 새로운 논문 에서 UT Austin 팀은 E. coli 박테리아에서 파생된 바이오센서 시스템을 소개합니다. 이 시스템은 모든 종류의 치료 화합물을 정확하고 단 몇 시간 만에 탐지하도록 조정할 수 있습니다.

분자 생명과학 교수이자 교신저자인 Andrew Ellington은 "우리는 후각 수용체 또는 미각 수용체와 유사한 박테리아 '감각'을 제공하고 그들이 만들 수 있는 다양한 화합물을 감지하는 데 사용하는 방법을 알아내고 있습니다. 종이.

우리가 복용하는 많은 약은 식물에서 추출한 성분으로 만들어집니다(예: 모르핀, 양귀비에서 추출한 마약성 진통제, 갈란타민, 수선화에서 추출한 치매 치료제). 이러한 식물에서 약물을 추출하는 것은 복잡하고 자원 집약적이며 작물을 재배하기 위해 물과 면적이 필요합니다. 공급망은 쉽게 붕괴됩니다. 그리고 농작물은 홍수, 화재 및 가뭄으로 인해 피해를 입을 수 있습니다. 합성 화학을 사용하여 유사한 치료 성분을 유도하는 것도 문제를 야기합니다. 그 과정은 폐기물 및 비용과 연결된 석유 및 석유 기반 제품에 의존하기 때문입니다.

저렴하고 효율적이며 지속 가능한 대안인 겸손한 박테리아를 입력하십시오. 박테리아의 유전자 코드는 쉽게 조작되어 의약품 생산 공장이 될 수 있습니다. 생합성이라고 하는 과정에서 박테리아의 생물학적 시스템은 자연적인 세포 과정의 일부로 특정 분자를 생성하도록 활용됩니다. 그리고 박테리아는 고속으로 복제할 수 있습니다. 그들이 일을 하는 데 필요한 것은 설탕뿐입니다.

불행히도 제조업체들은 지금까지 상업적인 양으로 원하는 약물의 양을 생산할 수 있는 박테리아를 식별하기 위해 다양한 변형된 박테리아를 신속하게 분석할 수 있는 방법이 없었습니다. 좋은 생산자에게 가는 과정에서 수천 개의 엔지니어링된 균주를 정확하게 분석하는 데 현재 기술로는 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수 있지만 새로운 바이오센서를 사용하면 하루에 불과합니다.

"현재 대부분의 식물 대사 산물에 대한 바이오 센서는 없습니다."라고 분자 생명 과학부의 연구 과학자이자 이 논문의 첫 번째 저자인 Simon d'Oelsnitz가 말했습니다. "이 기술로 다양한 의약품에 대한 바이오 센서를 만드는 것이 가능해야 합니다."

d'Oelsnitz, Ellington 및 동료들이 개발한 바이오센서는 박테리아 균주가 생산하는 주어진 분자의 양을 빠르고 정확하게 결정합니다. 팀은 근육 경련을 치료하는 데 사용되는 기침 억제제 및 혈관 확장제와 같은 여러 유형의 일반 약물에 대한 바이오센서를 개발했습니다. X선 결정학자인 Wontae Kim과 Yan Jessie Zhang이 촬영한 바이오센서의 분자 이미지는 그들이 파트너 약물을 얼마나 단단히 붙잡고 있는지 정확히 보여줍니다. 약물이 바이오센서에 의해 감지되면 빛을 발합니다. 또한 팀은 자체 박테리아를 조작하여 여러 FDA 승인 약물에서 발견되는 화합물을 생산하고 바이오센서를 사용하여 제품 출력을 분석했습니다.

d'Oelsnitz는 "이것이 최초의 바이오센서는 아니지만 이 기술을 통해 더 빠르고 효율적으로 개발할 수 있습니다. 결과적으로 생합성을 사용하여 더 많은 의약품을 생산할 수 있는 기회가 열립니다"라고 말했습니다.