许多广泛使用的药物是从植物萃取液中分离并制造出来的,因为其结构的复杂性阻碍了高性价比的实验室合成方式。多亏了DNA测序和合成生物学技术的进步,利用改造的微生物比如酵母菌来生产这些化合物,正在成为现实。苄基异喹啉类生物碱(BIA)是植物源化学物质中的一个大家族,其成分中含有吗啡和可待因。以前科学家就算是利用微生物,也很难制造出这种物质,因为科学家没有找到制造过程前期所需的一种关键酶,这种酶能够在酵母菌体内将左旋酪氨酸转化为左旋多巴(多巴胺的一种前驱体)。
为了解决这个难题,John Dueber等人研发出一种独特的颜色编码生物传感器,能够识别出上述关键酶,然后让它产生突变以提高其效率。他们通过基因改造酿酒酵母菌来产生这种酶,首次展现了利用酵母菌促使葡萄糖向多巴胺转化的过程。研究人员之后进一步修改酵母菌,加入其他种类的 DNA,从而让其在转化过程中发生后续反应,最终产生中间体左旋酪氨酸。现在,科学家只需要找到一种方式将生产过程的前后期联系起来。
Pamela Peralta-Yahya在一篇评论文章中表示“由于下游(生产过程的)BIA通路酶已被证明能够在酵母菌中表达,那这项研究为实现利用葡萄糖直接生产出BIA复杂物的目的开启了一扇大门”。