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癌症研究意外發現製造尼龍的新方法

在他們追尋癌症治療的過程中,杜克(Duke )癌症研究所的研究者有了意料之外的發現-一種分子,對於製造更廉價且「更綠」的尼龍(nylon)來說不可或缺。

這項發現,刊載在 2012/9/23 的《Nature Chemical Biology》期刊上,源自於一個有趣的概念:癌症腫瘤的某些遺傳與化學變化,也許能受到控制,用在有益的用途上。

「在我們的實驗室中,我們研究導致健康組織變壞並長成腫瘤的遺傳變化。這項研究的目標是理解腫瘤如何發展以便設計更好的治療方法,」杜克的研究員,也是本論文第一作者的Zachary J. Reitman Ph.D. 表示,「結果,我們在該過程中所學到的一點點資訊,反倒為更好的尼龍製造方法鋪路。」

尼龍是一種無所不在的材料,用於地毯、內裝(upholstery)、汽車零件、服飾以及其他產品。其製造中的一種關鍵成份是己二酸(adipic acid,AA)-世上使用最廣泛的化學物質。目前,己二酸產自石化燃料,但精鍊過程中所釋出的污染物是全球暖化的一大元兇。

Reitman 表示,他與同僚基於癌症研究技術與生化工程之間的相似處,深入研究已二酸問題。二種領域皆依賴能將某種小型化學物質轉換成另一種的分子-酵素。酵素在健康組織與癌症中都扮演主要的角色,不過它們也被用來將有機物質轉換成合成材料,例如己二酸。

今日所研究的、對環境友善的己二酸生產,最有希望的方法之一是利用一系列酵素構成一條組裝線,將便宜的醣轉換成己二酸。然而,在此系列中,有種關鍵酵素,稱為 2-羥基脂酸脫氫酶(2-hydroxyadipate dehydrogenase),卻未曾被製造過,使組裝線留下缺失環節。

這正是此癌症研究著力之處。在 2008 與 2009 年間,杜克的研究者(包括 Hai Yan, M.D., PhD.)在膠質母細胞瘤與其它腦瘤中確認某種遺傳變異,那改變「異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase)」這種酵素的功能。

Reitman 等人有種直覺,在癌症中所看見的基因突變,也許能在某些存在酵母細菌中的酵素(homoisocitrate dehydrogenase,高異檸檬酸脫氫酶),觸發類似的功能性變化,將會創造出難以捉摸的、生產「綠色」己二酸所需的 2-hydroxyadipate dehydrogenase。

他們對了!在癌症中所觀察到的功能性突變能應用到其他密切相關的酵素上,創造出有益的結果-在此例中,這個缺失環節將可從便宜的糖製造己二酸。

下個階段將會是放大整個己二酸製造過程,那是值得投入的事業。

「令人振奮的是,癌症基因組的定序能幫助我們發現新酵素活性,」Reitman 說。「即使是只發生在幾位病患身上的基因變異,都能夠揭露以前不明確的、有用的新酵素功能。」

Yan(病理系教授與本研究資深作者)表示,這項研究證明,某種醫學研究的投資如何能被廣泛地應用,解決今日其他重要的問題。

「這是跳脫癌症研究框架思考,以製造某種新酵素,並為尼龍製造創造出某種前驅物的結果,」Yan 說。「這項發現不僅令人振奮,並再次肯定這項使命(commitment):我們應當投身科學並鼓勵年輕人深入研究科學。」

資料來源:Cancer research yields unexpected new way to produce nylon. Phys.org [September 23, 2012]

轉載自 only perception

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