Одакле су дошла једињења канабиса као што су ТХЦ, ЦБД и ЦБЦ? Научници са Универзитета и истраживања Вагенинген сада су пружили први експериментални доказ који показује како је канабис развио способност да производи ове добро познате канабиноиде. Успут, тим је такође створио ензиме који би могли бити корисни за производњу канабиноида путем биотехнологије, посебно за медицинску употребу.
Њихови налази су објављени у научном часопису Плант Биотецхнологи Јоурнал. Да би дошли до ових закључака, истраживачи су поново изградили ензиме који данас више не постоје, али су били активни пре више милиона година у раним прецима биљке канабиса. Ензими су неопходни за производњу канабиноида у канабису, покрећући хемијске реакције које стварају ова биоактивна једињења са признатим медицинским потенцијалом.
Како су се ензими канабиса развијали током времена
Данашње биљке канабиса ослањају се на високо специјализоване ензиме за производњу ТХЦ-а, ЦБД-а и ЦБЦ-а. Свако једињење је направљено сопственим наменским ензимом. Ново истраживање показује да је та прецизност резултат еволуције и да није увек био случај.
Ране верзије ових ензима биле су далеко флексибилније. Један ензим предака могао би да генерише више канабиноида одједном. Током времена, дупликације гена су се десиле током еволуције канабиса, омогућавајући овим ензимима да постепено постану специјализованији и ефикаснији у производњи појединачних једињења.
Рекреирање древне хемије канабиса
Да би открили ову историју, истраживачи су користили методу названу реконструкција секвенце предака. Анализом ДНК из модерних биљака, могли су да предвиде како су древни ензими вероватно изгледали пре милиона година. Ове реконструисане верзије, познате као ензими предака, затим су произведене у лабораторији и директно тестиране.
Резултати нуде прве експерименталне доказе да је производња канабиноида, укључујући једињења као што је ТХЦ, почела у релативно недавном претку канабиса и постајала све рафиниранија како је биљка еволуирала. Овај процес је помогао у обликовању сложеног хемијског профила који се данас види у канабису.
Нови увиди са биотехнолошким потенцијалом
Осим откривања како је хемија канабиса еволуирала, студија наглашава практичне могућности. Показало се да је реконструисане древне ензиме лакше произвести у микроорганизмима, као што су ћелије квасца, него модерни ензими канабиса. Ово је важно јер се канабиноиди све више производе биотехнолошким методама, а не узгајају се директно у биљкама.
„Оно што је некада изгледало еволутивно ‘недовршено’ испоставило се да је веома корисно“, каже истраживач ВУР-а Робин ван Велзен, који је водио студију са колегом Клое Вилард. „Ови ензими предака су робуснији и флексибилнији од својих потомака, што их чини веома атрактивним полазним тачкама за нове примене у биотехнологији и фармацеутским истраживањима.“
Ка новим медицинским сортама канабиса
Један реконструисани ензим се истакао јер веома специфично производи ЦБЦ, канабиноид познат по својим антиинфламаторним и аналгетским својствима. „Тренутно не постоји биљка канабиса са природним високим садржајем ЦБЦ. Увођење овог ензима у биљку канабиса могло би стога довести до иновативних медицинских сорти“, објашњава Ван Велзен.
Заједно, налази показују како проучавање древне биљне ДНК може продубити наше разумевање еволуције, а истовремено отворити врата новим начинима производње медицински вредних једињења канабиса.
