研究人员将25个外源基因为单细胞真菌变成一个高效率的工厂生产的药物。许多插入的基因来自罂粟，但一些来自其他植物甚至从大鼠。所有这些基因食谱酶：蛋白质机器，一起工作，可以从简单的原料，建立复杂的物质。

研究人员还修改了一些植物，动物和酵母的基因，以及媒体中的酵母增殖，更好地帮助一切工作。结果是那可丁输出提高18000倍，有什么可以通过只将植物和大鼠基因在酵母中获得比较。

“这是一种技术，将改变我们的生产基本药物，说：”斯默克博士，教授，生物工程。

她说，一个额外的百倍提高商业活力，是必要的，但大部分可以用大型生物反应器实现简单的实验室烧瓶。

本文介绍的研究成果在线发表在4月2日的美国国家科学院的诉讼。smolke是资深作者。闫然丽，博士，前博士后学者现在在加利福尼亚大学河滨分校化学与环境工程助理教授和博士后学者司金利博士，分享第一作者。

承诺作为抗癌药物
那可丁的止咳能力被发现在1930。该药物已经自上世纪60年代在亚洲咳嗽药的广泛使用，欧洲和南美洲，以及加拿大、澳大利亚和南非。临床前试验表明潜在那可丁作为抗癌药物对正常细胞的毒性较少比目前可用的化疗。

Christina Smolke
斯默克

但是，那可丁唯一可行的来源是罂粟。许多吨那可丁是每年从植物中提取的，以一年成熟。而那可丁本身是无害的，罂粟的非法的潜在需要昂贵的控制和限制性规定。植物可以只在一个集中的地理区域合法种植。制作所有罂粟那可丁一半在澳大利亚，其余的大多是在印度，法国，土耳其和匈牙利，使得全球那可丁输出受当地环境事件和不同的土壤和营养条件。此外，天然那可丁必须从众多的分子伴侣彻底分离，麻醉，否则，不发生在酵母。

酵母smolke集团生物工程可以吐出那可丁大量三或四天。研究人员通过拼接的那可丁生物合成途径的三个独立的部分成一个单一的酵母菌株达到这个结果。

最初，那可丁产出微薄，Smolke说。“传统上，我们从自然界得到我们的药品，主要来自植物。但植物的分子组装线已发展到优化植物的生存，不粗制滥造出桶一物质我们人类想要拿到手，”她说。“另外，我们正在为我们的酵母菌株，这是外国的地盘。酵母细胞和罂粟细胞有很多共同点，但在某些方面，他们为地球和Mars的不同。”

每一个酶催化其自身有限的化学反应。因此，复杂的化学物质的合成需要一个整体的装配线不同的酶在演唱会与另一个，最好是每个酶在生产链中产生足够的中间产物保持了下一个忙。作为一个工厂的传送带，运动太少，或者太多，在任何时候可以阻塞线。酶所需要的能源供应，也有的要求可能有生物他们来自其他分子的援助，但不一定是在酵母细胞。

士兵在Mars
“就像我们要抓几十个士兵从不同的单位，部署在火星上，并告诉他们，“现在，我不仅把你放在Mars，但我希望你能在这里做一些严肃的工作，我想和你一起工作的其他士兵，你没有工作之前，他们很多是陌生人，”Smolke说。“那就祝你好运。我们修改了他们的形状，在这个星球上，彼此相处的更好，我们用酵母来帮助这些酶抢他们完成任务所需要的资源。”

这包括，除其他外，拼接的大鼠基因的直接刺激多巴胺的分泌，在诺斯卡品合成的关键中间体。植物中的多巴胺的生产知之甚少，但由于多巴胺的重要性在动物神经系统中一个重要的化学，在哺乳动物的生产负责的酶有了较为深入的研究。

这是一种技术，将改变我们的生产基本药物。
科学家利用CRISPR，基因编辑工具，改变插入的基因，它们编码的工作最有效地在异国的酸性酶，渗透性和化学组成他们的新家。他们还改进了一种化学的水平，否则会被太低维持稳健那可丁生产酵母的生产。

“我们不再局限于自然可以做，”Smolke说。“我们正在一个时代，我们可以借自然的医药制造过程，利用基因工程技术，构建微型生物工厂，做我们想做的事。”

斯坦福大学的技术授权办公室举办专利知识产权与本研究相关的。

其他的斯坦福研究合作作者以前的研究生Aaron Cravens，博士，和以前的博士后学者Kate Thodey博士，Isis Trenchard博士，现在在安忒亚。

这项研究是由美国国立卫生研究院（格兰特at007886）和诺华生物医学研究所。

安忒亚公司，总部在门洛帕克，加利福尼亚的一家生物技术公司，这smolke有限公司成立于2015，已经授权的技术来自斯坦福和正致力于商业化生产的酵母那可丁。smolke是安忒亚的首席执行官。

smolke是一个研究员扎克伯格biohub陈和一个成员斯坦福大学Bio-X和的斯坦福大学神经科学研究所。她也是一个教师研究员斯坦福大学的化学-的H。

斯坦福大学生物工程系这是共同管理的，斯坦福大学医学院和工程学院，也支持工作。

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