Hur kan man göra mediciner i rymden?

Det är en svår fråga, eftersom många mediciner vi tycker om på jorden använder kemikalier som kommer från växter, och utrymmet saknar nästan växternas grundläggande behov:jord, vatten, syre och solljus. På samma gång, varje realistisk chans för framtida rymdutforskning kommer att kräva ett sätt att behandla sjukdomar utan att göra en potentiellt månader lång resa tillbaka till jorden.

John D'Auria, en biträdande professor vid Texas Tech University Department of Chemistry &Biochemistry, har varit avgörande för att lösa det problemet på ett sätt som också har mer omedelbara konsekvenser här hemma.

Enligt en studie som publicerades i dag i nättidskriften Naturkommunikation , D'Auria och hans kollegor rapporterar att, genom att upptäcka generna och enzymerna växter använder för att bilda den andra ringen i tropanalkaloidernas kärnstruktur, de kommer att kunna utveckla nya, nya sätt att producera dessa viktiga kemikalier.

"Den större bilden här är verkligen förmågan att börja tillverka dessa föreningar i organismer som vanligtvis inte gör dem, dvs bakterier, jäst och andra växter, "D'Auria sa. "Föreningar som dessa är stora kandidater för ingenjörskonst i jäst eller bakterier eftersom vi sedan kan använda dem som substitut för klassisk organisk syntes för utsikterna för rymdutforskning.

"Det finns inga petrokemikalier i rymden. Det betyder att om vi vill göra komplexa organiska molekyler, vi kommer att behöva använda bakterier, jäst och växter för att göra dem åt oss. Detta är det yttersta målet för vårt bidrag, och tidningen är ett stort steg på den vägen."

Självklart, användning i rymden är inte den enda tillämpningen av denna forskning. Att ha nya sätt att producera tropanalkaloider hjälper också till att skapa medicinska föreningar på jorden.

"Två tropanalkaloider, känd som atropin och skopolamin, är listade av Världshälsoorganisationen som tillhörande den väsentliga listan över moderna läkemedel, " sa D'Auria. "Atropin, till exempel, är det som vidgar dina pupiller när du går till ögonläkaren. Skopolamin används ofta som läkemedel mot åksjuka och för patienter som är illamående av kemoterapi. Att förstå hur dessa föreningar tillverkas biokemiskt kan hjälpa till med deras produktion i bakterier och jäst för en "grön kemi" typ med minimal påverkan, samt att hjälpa till med att designa nya varianter för medicinskt bruk."

D'Aurias medarbetare i forskningen inkluderar Cornelius Barry, Matt Bedewitz och Daniel Jones från Michigan State University samt laboratorierna hos Texas Tech Horn Professor Guigen Li och docent Michael Findlater.

"Jag känner att vi har tagit ett stort steg i att förstå en klass av växtbaserade kemikalier som är avgörande för människors hälsa, "D'Auria sa. "Potentialen som detta ger min forskning vid Texas Tech kan inte underskattas. Mina studenter, både kandidat och grundutbildning, påbörjar en uppsättning projekt som definitivt kommer att sluta som stora genombrott inom ämnesomsättningsteknik och syntetisk biologi.

"Självklart, detta arbete är också avgörande för att visa Texas Tech att vårt labb tar fart och att medan vår forskning kan ta längre tid än vad som allmänt anses vara genomsnittligt för områdena kemi och biokemi, utdelningen är att producera mycket slagkraftiga vetenskapliga tidskrifter."