tæt
Videnskab

Forskere opdager endelig de gener, der producerer THC og CBD

Dyr og plante-DNA deler formen på den dobbelte helix.

Mens cannabisplantens genom blev sekventeret i 2011, kæmpede forskerne for at isolere de gener, der var ansvarlige for at producere de to vigtigste kemikalier i planten.

Indtil nu. En fælles indsats fra Canada og USA gjorde det muligtidentifikator gener der producerer THC (den komponent der forårsager svævning) og CBD (den forbindelse, der er bedst kendt for sine medicinske anvendelser).

Mennesker har indtaget cannabis i årtusinder, men forskere er stadig stort set uvidende om fødslen af ​​plantens kemiske forbindelser (cannabinoider), der påvirker mennesker ... En opdagelse afsløret på det første kort over cannabisgenomet, der beskriver arrangementet af gener på kromosomer afslører således for os, at gamle antikke vira ville have koloniseret genomets plante og fremskyndet den evolutionære proces af dets DNA for at tilbyde os THC og CBD...

Den største hindring for opdagelsen af ​​disse gener var overflod af, hvad forskere kalder "junk DNA", genetisk information, der blev dumpet i genomet af cannabis af vira gennem årene af dens udvikling. Faktisk kommer mellem 70 og 75 procent af DNA'et i marihuana og hamp fra disse retrovirale kilder, siger Tim Hughes, molekylærgenetiker ved Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research ved University of Toronto.

For eksempel er retrovira: som HIV, i stand til at indsætte deres DNA i genomerne fra andre arter, siger Hughes.

”Mennesker, planter og stort set enhver organisme har noget lignende, omtrent halvdelen af ​​det menneskelige genom går tilbage til virale kilder.

Ifølge forskerneDenne opdagelse vil i høj grad lette manipuleringen af ​​medicinske THC- og CBD-niveauer indeholdt i planten for at imødekomme de varierede præferencer hos patienter i det nyligt legaliserede canadiske marked.

"Du kan kun manipulere et gen, når du ved, hvor det er" 

sagde Harm van Bakel, en af ​​undersøgelsens samarbejdspartnere, som også er genomicsekspert ved Icahn School of Medicine i Mount Sinai i New York.

"Og du skal også vide om resten af ​​genom-sekventeringen, så du entydigt kan målrette mod det gen, der er af interesse, og ikke blive distraheret af ... andre ting, der ser sådan ud," fortalte Bakel The Toronto Star.

Men ikke kun forhindrede denne masse viralt DNA forskere i at se THC- og CBD-generne, det bidrog sandsynligvis også til deres udvikling. Hughes siger, at de cellulære mekanismer, der normalt opretholder genetisk orden, kan modvirkes af de lange, gentagne sekvenser af omgivende viralt DNA. Og i stedet for at holde generne i deres oprindelige form, ville de defekte mekanismer have omarrangeret deres sekventering for at producere de nuværende genetiske mønstre. At eksponere cellulære mekanismer for viralt DNA kan forårsage fejl, der fører til genetiske ændringer i planter som cannabis.

at læse :  3D-kort over DNA fra de forskellige stammer

Ifølge Tim Hughes har disse "fejl" næsten bestemt " favoriserede udviklingen af ​​plantens THC og CBD gener.

thc, DNA, gener

Undersøgelsen, som en foreløbig version blev offentliggjort online denne måned af tidsskriftet Genomforskning, viste også, at THC og CBD produceres af forskellige gener.
Eksistensen af ​​et andet aktivt gen, der producerer et produkt kendt som cannabichromon eller CBC, kan have både medicinske og let berusende virkninger hos mennesker.

En anden grund til, at generne var undsluppet forskere, var plantens ulovlige status. Ironisk nok, mens det er ret forstået, hvordan THC og CBD påvirker mennesker, er det ikke klart, hvordan de gener, der producerer dem, påvirker selve planten.

Opdagelsen af ​​gener vil gøre det meget nemmere at dyrke cannabis med bestemte niveauer af de to primære forbindelser. Det giver også forskere mulighed for at bestemme, hvilke gener der er ansvarlige smag og lugt som kendetegner de forskellige stammer. Selvom 10-kromosomgenomet blev sekventeret i 2011, har placeringen af ​​disse nøgleiner været skjult i et hav af viralt DNA indtil i dag ...

Det kromosomale kort over cannabis

”Kromosomkortet er en vigtig grundlæggende ressource til yderligere forskning, der på trods af den udbredte brug af cannabis har haltet bag andre afgrøder på grund af restriktiv lovgivning,” siger Tim Hughes, professor ved Donnelly Center for cellulær og biomolekylær forskning og undersøgelse grundlægger.

Ifølge Hughes kunne disse vira have fremskyndet en evolutionær proces, der resulterede i mutationen af ​​et enkelt enzymgen i cannabis i to gener, som til sidst gav os THC og CBD.

”Proteinerne [til THC og CBD] er indbygget i dette enorme rod af viruslignende sekvenser. Disse sekvenser er kendt for at gøre det lettere at omarrangere kromosomet, og de er faktisk lidt farlige. "

Gamle vira bidrog til udviklingen af ​​hamp

Enzymerne, der fremstiller THC og CBD, kodes af henholdsvis THCA- og CBDA-generne Syntetisk Cannabidiolic Acid. Begge findes på kromosom 6 af de ti kromosomer, hvor cannabisgenomet er pakket. Der er generne for enzymet omgivet af store skår af krypteret DNA fra vira, der koloniserede genomet for millioner af år siden. Dette virale DNA, eller retroelementer, som det kaldes, lavede kopier af sig selv, som spredte sig gennem genomet ved at hoppe til andre steder i værtscelle-DNA'et.

at læse :  Årets mest tildelte 10-cannabissorter

De genetiske sekvenser af THCA- og CBDA-syntaser er næsten identiske, hvilket bekræfter tanken om, at de stammer fra det samme gen, der blev duplikeret for millioner af år siden. Over tid fik en eller begge kopier af genet krypterede invaderende retroelementer, og de udviklede sig separat og producerede to forskellige enzymer: CBDA-syntase fundet i hamp (fiberlignende) og THCA-syntase i stoffet (marihuana).

Det er svært at sige, hvordan cannabis så ud, før gamle vira hjalp det med at udvikle de egenskaber, vi kender i dag. Men ifølge Hughes er nogle af dens nærmeste slægtninge harmløse planter som morbær og humle ...

Forskerne forventer, at kortet vil fremskynde avlsbestræbelserne på at skabe nye stammer med ønskede medicinske egenskaber samt sorter, der kan dyrkes mere bæredygtigt eller med øget resistens over for sygdomme og skadedyr.

Da enzymer er så ens på DNA-niveau, var det ikke engang klart før denne undersøgelse, om de er kodet af separate gener eller af to versioner af det samme gen. Det faktum, at de fleste stammer producerer både CBD og THC på trods af opdrætters bestræbelser på at dyrke hampestammer, der er fri for tankeforandrende THC for brugere, der ønsker at undgå det, har føjet til forvirringen.

Den kromosomale Kortet viser nu tydeligt, at to forskellige gener er involveret, som skal bidrage til at adskille, når du vælger planter til at vokse uden THC.

Hvad er pointen?

Sådanne kort er afgørende for at forbedre vores fattige forståelse af cannabisplanten. Hughes og kollegers kort udbetaler allerede udbytte ud over at opdage virusers mulige rolle i produktionen af ​​THC og CBD. Ifølge forskerne identificerede de også et gen, der er ansvarligt for produktionen af ​​et tredje kaldet cannabinoid CBC.

Og der er stadig meget at lære om en plante, som mange mennesker spiser regelmæssigt, men videnskaben er endnu ikke helt forstået.


Tags: DNAgenetiskestamme
Ukrudtsmester

Forfatteren Ukrudtsmester

Ukrudtsmediesender og kommunikationschef med speciale i lovlig cannabis. Ved du hvad de siger? viden er magt. Forstå videnskaben bag cannabismedicin, mens du holder dig opdateret med den nyeste sundhedsrelaterede forskning, behandlinger og produkter. Bliv ajour med de seneste nyheder og ideer om legalisering, love, politiske bevægelser. Oplev tips, tricks og vejledninger fra de mest erfarne producenter på planeten såvel som den seneste forskning og fund fra det videnskabelige samfund om cannabis medicinske kvaliteter.