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酵母就用来做馒头?Nature重磅研究发现酵母可用来生成抗癌药(长春碱)
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2022.09.01 广东

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刚刚,丹麦科技大学(Technical University of Denmark)的Jay D. Keasling和Michael K. Jensen研究团队在Nature杂志上发表一项新研究,发现经过改造的酵母细胞可以合成基本抗癌药物长春碱。
Nature(IF=69.50)|文章标题:
A microbial supply chain for production of  the anti-cancer drug vinblastine
(抗癌药物长春碱生产的微生物供应链)
【原文PDF文档领取方法】
复制英文标题,到本文底部粘贴留言通讯作者Jay D. Keasling是DTU Biosustain的科学主任,长期以来一直是世界合成生物学领军人物之一。
2002年,Jay Keasling教授利用合成生物学技术开始对微生物进行工程化操作,使得该微生物可以进行合成青蒿素所必须的化学反应。
2003年,通过将来自酵母和来自青蒿的基因转入大肠杆菌,绕过大肠杆菌的一般代谢途径并启动酵母甲羟戊酸途径,他们可以诱导大肠杆菌合成青蒿素的前体分子amorphadiene。
现在,Jay Keasling教授和丹麦科技大学的高级研究员、该研究的通讯作者之一Michael Krogh Jensen教授合作,将整酵母系统改造用来生产抗癌药长春碱(可以抑制癌细胞的分裂)的合成前体长春多灵和长春质碱。
该研究在酵母系统中构建的代谢途径是有史以来在微生物中重组的最长的生物合成途径,是合成生物学的一项重磅突破,甚至可以用来生产其他包括治疗癌症、疼痛、疟疾和帕金森病的潜在药物。
在酵母中生产长春碱的完整生物合成途径
-原文摘要句式分析&翻译-
Monoterpene indole alkaloids (MIAs) are a diverse family of complex plant secondary metabolites with many medicinal properties, including the essential anti-cancer therapeutics vinblastine and vincristine 1 .
【..are a diverse family of..with.., including..(and并列)】单萜烯吲哚生物碱(MIAs)是一个复杂的植物次生代谢物家族,具有许多药用特性,包括基本的抗癌药物长春碱和长春新碱。
As MIAs are difcult to chemically synthesize,  the world’s supply chain for vinblastine relies onlow-yielding extraction and  purifcation of the precursors vindoline and catharanthine from the plant  Catharanthus roseus, which is then followed by simple in vitro chemical coupling and  reduction to form vinblastine at an industrial scale 2,3 .
【as原因状语,..relies on..(and)..,which is then followed by..】
由于MIA难以用化学的方法合成,世界上的长春碱供应链依赖于从植物长春中提取和纯化前体长春多灵和长春质碱,然后进行简单的体外化学偶联和还原,以工业规模形成长春碱。
Here, we demonstrate the  de novo microbial biosynthesis of vindoline and catharanthine using a highly  engineered yeast, and in vitro chemical coupling to vinblastine.
【..demostrate..using, and..】
在这里,我们证明了使用高度工程化的酵母从头微生物合成长春多灵和长春质碱,以及体外化学偶联长春碱。
The study showcases a  very long biosynthetic pathway refactored into a microbial cell factory, including 30  enzymatic steps beyond the yeast native metabolites geranyl pyrophosphate and  tryptophan to catharanthine and vindoline.
【..shoucases..refactored into.., including..】这项研究展示了一条非常长的被重构为微生物细胞工厂的生物合成途径,包括30个酶促步骤,超出了酵母天然代谢产物香叶基焦磷酸和色氨酸到长春碱和长春碱的范围。
In total, 56 genetic edits were performed,  including expression of 34 heterologous genes from plants, as well as deletions,  knock-downs and overexpression of ten yeast genes to improve precursor supplies  towards de novo production of catharanthine and vindoline, from which semisynthesis  to vinblastine occurs.
【..were.., including.., as well as.., to improve, from which】
(研究人员)总共进行了56次基因编辑,包括来自植物的34个异源基因的表达,以及为改善对长春碱和长春碱从头生产的前体供应的10个酵母基因的缺失、敲除和过度表达操作,从中半合成长春碱。
As the vinblastine pathway is one of the longest MIA biosynthetic  pathways, this study positions yeast as a scalable platform to produce more than 3,000  natural MIAs and a virtually infnite number of new-to-nature analogues.
【as原因状语,.. positions..as .. to produce..(and)..】
由于长春碱途径是最长的MIA生物合成途径之一,本研究将酵母定位为一个可扩展的平台,可生产3000多个天然MIA和几乎无限数量的新天然类似物。
参考文献:
1. A microbial supply chain for production of  the anti-cancer drug vinblastine
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05157-3.pdf
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