2019年2月27日《自然》报道，加利福尼亚大学伯克利分校的合成生物学家改造啤酒酵母以生产大麻的主要成分，包括改变思维的四氢大麻酚（THCA）、非精神活性的大麻二醇（CBDA）以及新型大麻素。 
　　大麻种植需要消耗大量的能源，传统从叶芽中提取大麻素过程耗时费力且破坏环境。而利用酵母生产大麻素是一种简单而实惠的方法，可以获得高质量、低成本的CBDA和THCA，而且制备过程环保安全。  
　　现在美国的10个州和哥伦比亚特区都已经认可了大麻及其提取物（包括高诱导性四氢大麻酚或四氢大麻酚）的合法性，美国以吸食、汽化或食用为目的的娱乐性大麻制品是一项价值数十亿美元的产业。美国食品和药物管理局已经批准含有THCA的药物用于减少化疗后的恶心以及改善艾滋病患者的食欲。CBDA越来越多地用于化妆品，也就是所谓的药妆，并且已被批准用于治疗儿童癫痫发作，它正在被研究用于治疗焦虑症、帕金森病和慢性疼痛等多种疾病。然而，大麻中其他100多种化学物质的医学研究一直举步维艰，因为这些化学物质的含量很少，难以提取。廉价、纯净的来源（如酵母）可以使这些研究变得更加容易。 
　　加州大学伯克利分校Jay Keasling是合成生物学的先驱之一，他长期致力于将酵母和细菌作为“绿色”药物工厂，消除化学工业中昂贵的合成或萃取过程以及对环境有害的化学副产品。他的团队成功利用酵母生产抗疟药物——青蒿素;将植物废物转化为生物燃料;合成食品和化妆品行业的香精和香料以及制造新材料的化学中间体。  
　　该课题组罗小舟博士等在酵母中组装一系列化学步骤来生产所有大麻素的母体——大麻萜酚酸（CBGA）。将酵母转化为化学工厂需要改变其新陈代谢，例如，酵母不是将糖转化为酒精，而是将糖转化为其他化学物质，然后通过添加酶进行修饰，产生一种新产品（如THCA），酵母再将其分泌到周围环境。研究人员最终在酵母中植入了十几种基因，其中很多都是大麻合成大麻素必须基因的拷贝。然而，研究瓶颈在于，大麻中一种制造CBGA的关键酶在酵母中不起作用。最终，研究者从植物中分离出了第二种酶——异戊二烯转移酶，它具有同样的功能，并酵母发挥作用。 
　　酵母产生CBGA，添加酶可以使CBGA转化为THCA，添加另一种酶可以产生CBDA。虽然酵母生产的主要产品是THCA或CBDA，但最终产品还必须与其他微量化学物质分开。研究者还添加了酶，使酵母产生另外两种天然大麻素——CBDV(大麻素)和THCV(四氢大麻素)，其功效还不清楚。 
　　奇妙的是，酵母菌中产生CBGA的步骤足够灵活，可以接受多种起始化合物——不同的脂肪酸取代大麻植物使用的己酸，产生植物本身不存在的大麻素。研究者还用酵母将化学物质加入大麻素中，这些大麻素可以在实验室中进行化学改变，从而创造从未见过、但可能在医学上有用的大麻素。 
　　Keasling随后在加州成立了一家名为Demetrix Inc.的公司，该公司从加州大学伯克利分校得到授权使用酵母发酵技术生产大麻素。 
　　吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2019-02-yeast-low-cost-high-quality-cannabinoids.html 
　　原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-0978-9 
　　原文标题：Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast