dichtbij
Wetenschap

Onderzoekers ontdekken eindelijk de genen die THC en CBD produceren

DNA van dieren en planten deelt de vorm van de dubbele helix.
Blog-Cannabis

Terwijl het genoom van de cannabisplant werd gesequenced in 2011, worstelden de onderzoekers om de genen te isoleren die verantwoordelijk zijn voor de productie van de twee belangrijkste chemicaliën in de plant.

Tot nu toe. Een gezamenlijke inspanning van Canada en de VS heeft geholpenidentificatie de genen die THC produceren (de component die zweeft) en CBD (de verbinding die het best bekend staat om zijn medische toepassingen).

Mensen gebruiken cannabis voor duizenden jaren, maar de wetenschappers zijn nog grotendeels in het duister over de geboorte van chemische fabriek verbindingen (cannabinoïden) die mensen beïnvloeden ... Maar een ontdekking onthuld door de eerste genoom kaart cannabis dealer en de opstelling van de genen op de chromosomen, blijkt dat de voormalige oude virussen het genoom van de plant hebben gekoloniseerd en het versnellen van het evolutionaire proces van zijn DNA om ons de THC en CBD...

Het belangrijkste obstakel voor het ontdekken van deze genen was de overvloed aan wat onderzoekers 'junk-DNA' noemen, een genetische informatie die in de genen werd gedumpt. het genoom van cannabis door virussen tijdens de jaren van zijn evolutie. Sterker nog, tussen 70 en 75 komt percentage van marihuana en hennep-DNA uit deze retrovirale bronnen, zegt Tim Hughes, moleculair geneticus bij het Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research van de Universiteit van Toronto.

Bijvoorbeeld retrovirussen: zoals HIV, kunnen hun DNA in het genoom van andere soorten invoegen, zegt Hughes.

"Mensen, planten en vrijwel alle organismen hebben zoiets - ongeveer de helft van het menselijk genoom gaat terug naar virale bronnen.

Volgens onderzoekersDeze ontdekking zal de manipulatie van medicinale THC- en CBD-niveaus in de fabriek aanzienlijk vergemakkelijken om tegemoet te komen aan de uiteenlopende voorkeuren van patiënten in de nieuw gelegaliseerde Canadese markt.

"Je kunt een gen alleen aan als je weet waar het is"

zei Harm van Bakel, een van de medewerkers van de studie, die ook een expert is in genomics aan de Icahn School of Medicine in Mount Sinai, New York.

"En je moet ook weten wat de rest van de sequentiebepaling van het genoom is, zodat je op unieke wijze het gen van interesse kunt targeten en niet afgeleid kunt worden door ... andere dingen die er zo uitzien," zei Bakel. De Toronto Star.

Maar niet alleen zorgde deze massa van viraal DNA ervoor dat onderzoekers de THC- en CBD-genen niet konden zien, maar het heeft waarschijnlijk ook bijgedragen tot hun ontwikkeling. Hughes zegt dat de cellulaire mechanismen die normaal de genetische orde behouden, gedwarsboomd kunnen worden door de lange en herhaalde sequenties van het omringende virale DNA. En in plaats van de genen in hun oorspronkelijke vorm te houden, zouden de defecte mechanismen hun sequensen hebben gereorganiseerd om de huidige genetische patronen te produceren. Blootstelling van cellulaire mechanismen aan viraal DNA kan fouten veroorzaken die leiden tot genetische veranderingen in planten zoals cannabis.

als gelezen De top 8-cannabissoorten in 2018

Volgens Tim Hughes hebben deze "fouten" "vrijwel zeker" begunstigde de ontwikkeling van de THC- en CBD-genen van de plant.

De studie, waarvan deze maand een voorlopige versie online werd gepubliceerd door het tijdschrift Genoomonderzoek, heeft ook aangetoond dat THC en CBD worden geproduceerd door verschillende genen.
Het bestaan ​​van een ander actief gen dat een product produceert dat bekend staat als cannabichromone of CBCkan zowel medicinale als licht bedwelmende effecten hebben bij mensen.

Een andere reden dat genen aan wetenschappers waren ontsnapt, was de illegale status van de plant. Ironisch genoeg, hoewel we heel goed begrijpen hoe THC en CBD mensen beïnvloeden, weten we niet hoe de genen die ze produceren voor de plant zelf zijn.

De ontdekking van de genen maakt het veel gemakkelijker om cannabis te kweken met specifieke niveaus van de twee primaire verbindingen. Het stelt onderzoekers ook in staat te bepalen welke genen verantwoordelijk zijn smaak en geur die de verschillende stammen karakteriseren. Maar hoewel het genoom met 10-chromosomen in 2011 is gesequenced, is de locatie van deze sleutelgenen tot op de dag van vandaag verborgen gebleven in een oceaan van viraal DNA ...

De chromosomale kaart van cannabis

"De chromosomale kaart is een belangrijke fundamentele bron voor verder onderzoek dat, ondanks het wijdverbreide gebruik van cannabis is vertraagd in vergelijking met andere gewassen als gevolg van restrictieve wetgeving", zegt Tim Hughes, professor Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research en mede-oprichter van de studie.

Volgens Hughes, kan de virussen sneller een evolutieproces dat leidde tot de mutatie van een enkel gen in enzym cannabis in twee genen, die we uiteindelijk THC en CBD gegeven.

"Eiwitten [voor THC en CBD] zijn ingebed in deze enorme puinhoop van virusachtige sequenties. Van deze sequenties is bekend dat ze de herschikking van het chromosoom vergemakkelijken, en ze zijn eigenlijk een beetje gevaarlijk. "

Oude virussen hebben bijgedragen aan de evolutie van hennep

De THC en CBD producerende enzymen worden gecodeerd door de THCA en CBDA synthetische cannabidiolzuurgenen, respectievelijk. Beide zitten op het 6-chromosoom van de tien chromosomen waarin het cannabisgenoom is geconditioneerd. Daar zijn de genen van het enzym omgeven door grote delen van gecodeerd DNA van virussen die miljoenen jaren geleden het genoom koloniseerden. Dit virale DNA, of retrorelementen zoals het wordt genoemd, heeft kopieën van zichzelf gemaakt die zich door het genoom hebben verspreid door naar andere plaatsen in het DNA van de gastheercel te springen.

als gelezen The White Russian een serieuze aanvalskracht

Genetische sequenties van THCA en CBDA synthase zijn vrijwel identiek, waarin het idee dat ze afkomstig zijn van hetzelfde gen dat er werd gedupliceerd miljoenen jaren bevestigt. Tijd, één of beide kopieën van het gen worden verward door invasie retroelements en afzonderlijk ontwikkelende produceren ze uiteindelijk twee verschillende enzymen: synthase CBDA aanwezig hennep (vezeltype) en synthase in THCA het medicijntype (marihuana).

Het is moeilijk om te vertellen hoe cannabis eruit zag voordat de oude virussen hielpen bij het ontwikkelen van de eigenschappen die we tegenwoordig kennen. Maar volgens Hughes zijn enkele van zijn naaste familieleden onschadelijke planten zoals moerbei en hop ...

Onderzoekers verwachten dat de kaart de fokkerijinspanningen zal versnellen om nieuwe stammen te creëren met de gewenste medische eigenschappen, evenals rassen die duurzamer kunnen worden gekweekt of met een verhoogde weerstand tegen ziekten en plagen.

Enzymen lijken zo op het DNA-niveau, was het zelfs niet duidelijk totdat dit onderzoek als ze worden gecodeerd door afzonderlijke genen of twee versies van hetzelfde gen. Het feit dat de meeste stammen produceren zowel CBD en THC ondanks de inspanningen van fokkers henneprassen vrij van psychotrope THC te kweken voor gebruikers die op zoek om te voorkomen toegevoegd aan de verwarring.

De chromosomale kaart laat nu duidelijk zien dat er twee verschillende genen in het spel zijn, die hen tijdens de fokkerij zouden moeten laten scheiden om THC-vrije planten te laten groeien.

Wat is het punt?

Dergelijke kaarten zijn essentieel om ons verarmde inzicht in de cannabisplant te verbeteren. De kaart van Hughes en collega's is al winstgevend voorbij de ontdekking van de mogelijke rol van virussen bij de productie van THC en CBD. Volgens de onderzoekers hebben ze ook een gen geïdentificeerd dat verantwoordelijk is voor de productie van een derde cannabinoïde genaamd CBC.

En er is nog veel te leren over een plant die veel mensen regelmatig gebruiken, maar de wetenschap heeft dit nog niet begrepen.

Volgens Hughes, "Het is toevallig dat THC en CBD effecten hebben op mensen, ervan uitgaande dat deze verbindingen zich goed hebben ontwikkeld voordat mensen op aarde lopen ...



Tags: DNAGénétiquespanning