dichtbij
Wetenschap

Genetisch gemodificeerde gist produceert cannabinoïden

Blog-Cannabis

Cannabinoïde componenten produceren zonder cannabis te kweken?

Onderzoekers aan de Universiteit van Californië hebben met succes cannabinoïde componenten geproduceerd in het laboratorium van gist. Het produceren van cannabinoïden zonder marihuana te kweken kan van belang zijn voor farmaceutische bedrijven die deze ingrediënten in de toekomst aan hun producten willen toevoegen.

Door de biologie van gist te hacken, hebben wetenschappers een manier gevonden om de actieve ingrediënten van de cannabisplant te maken. Gemanipuleerde micro-organismen produceren THC, CBD en neven van cannabis die zeldzaam zijn en minder goed worden begrepen.

Saccharomyces cerevisiae

Als je een favoriete microbe moest kiezen, de Saccharomyces cerevisiaezou een goede kandidaat zijn, beter bekend als biergist, die druivensap in wijn, puree van granen in bier en deeg in brood verandert. In de afgelopen decennia, wetenschappers het genoom van gist hebben gemanipuleerd om hormonen te produceren zoals insuline en drugs zoals opioïden. Tegenwoordig produceert hij cannabinoïden.

Onderzoekers onder leiding van Jay Keasling, professor in de chemische technologie en bio-ingenieur aan de Universiteit van California, Berkeley, hebben gemanipuleerd genetisch biergist gemodificeerd om de productie van twee van de meest voorkomende cannabinoïden, tetrahydrocannabinol (THC) en cannabidiol (CBD). Ze beweren dat hun methode ook zou kunnen
het genereren van micro-organismen die in staat zijn om andere van nature voorkomende cannabinoïden te produceren, evenals gloednieuwe variëteiten. Sommige cannabinoïden kunnen worden gebruikt om verschillende aandoeningen te behandelen, maar er is meer onderzoek nodig om de hype te onderscheiden van de medische realiteit.

Deze techniek is niet nieuw: de genetisch gemodificeerde gist is al gebruikt om hop te maken van de smaak van bier, synthetische eiwitten en zelfs chemicaliën om chocolade te aromatiseren.

Experience

In de nieuwe studie gepubliceerd woensdag in natuurWetenschappers hebben bekende genetische sequenties die de metabolische routes van hennepplanten regelen, in de gist omgezet. De micro-organismen die resulteren kan omzetten een suiker genaamd galactose chemische tussenproducten en gebruiken deze chemicaliën cannabigérolique acid (CBGA), de cannabinoïde moeder die kunnen veranderen in verschillende andere verbindingen te synthetiseren. Ten slotte transformeert elke giststam CBGa in een andere cannabinoïde.

"De gist die THC produceert verschilt van de gist die het CBD produceert, maar ze verschillen slechts door een enkel gen - en het is deze gen dat de CBGA CBD en THC omgezet" zegt Keasling. "Het mooie van deze technologie is dat je ze kunt ruilen voor een zeldzame cannabinoïde."

De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd "synthetische biologie" om een ​​enzym met de naam CsPT4 te identificeren. Met dit enzym en op basis van DNA-analyse van de cannabisplant, produceren ze de componenten van cannabis.

als gelezen
Microdosering van de revolutionaire methode

In dit geval gaf het team hun gist een gen afgeleid van cannabis dat instructies bevat voor de productie van olivetolzuur, een precursorverbinding van THC of CBD. Ze gaven ze ook cannabisgenen die de enzymen zouden maken die ololeïnezuur in THC en CBD zouden kunnen veranderen. Dus, naast een regulier op galactose gebaseerd dieet, had de gist alles wat nodig was om aan de eisen van het team te voldoen.

"Samen schrijft het team dat deze resultaten de basis vormen voor de grootschalige productie van natuurlijke en synthetische cannabinoïden, wat het farmacologisch onderzoek naar deze verbindingen zou kunnen verbeteren.

Cannabis bevat meer dan 100 cannabinoïden anders, maar de meeste zijn in veel lagere concentraties dan CBD en THC, sommige zijn zelfs onbekend. Omdat planten zeer kleine hoeveelheden zeldzame stoffen produceren, zijn ze duurder in productie. Zelfs wanneer onderzoekers ze kunnen extraheren, zijn de verbindingen vaak besmet met sporen van hun meest neven en nichten. Gist zou zuiverdere versies van deze cannabinoïden kunnen produceren, wat de prijs van zeldzame variëteiten op hetzelfde niveau zou brengen als de meest populaire. "Het is een platform om alle cannabinoïden te produceren waarvan men denkt dat ze in cannabis voorkomen, en ook alle cannabinoïden die onnatuurlijk zijn en die in geen enkel organisme voorkomen", zegt Keasling. Wat maakt sommige van deze "onnatuurlijk"? Normaal gesproken bevatten hennepplanten een chemische stof die hexaanzuur wordt genoemd (dat mensen gebruiken als een goedkope voedingsadditief) in cannabinoïden. Toen het Keasling-team verschillende chemicaliën aan het zoete dieet van de gist voegde, incorporeerden de genetisch gemanipuleerde microben deze stoffen in plaats van hexaanzuur, wat resulteerde in nieuwe verbindingen die nog nooit eerder waren gezien.

ZET CANNABINOÏDEN IN HET EVENEMENT

Voor het ontdekken van potentiële medische toepassingen zal veel meer onderzoek nodig zijn - en wetenschappers zijn nu al druk bezig met het bestuderen van de effecten van de beroemdste cannabinoïden.

als gelezen
Hop CBD RSHO-olie

Om de ware toepassingen van verbindingen te vinden, moeten onderzoekers testen hoe cannabinoïden mensen beïnvloeden. Het is een probleem dat deze nieuwe methode van biosynthese niet oplost. "Het maakt niet uit of de CBD of de cannabinoïden uit een plant komen of synthetisch gemaakt zijn of uit gist komen. Als het eindproduct nog steeds een verboden stof is, verhoogt het niet de toegankelijkheid ", zegt Yasmin Hurd, directeur van het Institute of Addiction aan de Icahn School of Medicine in Mount Sinai, New York, waar niet nam deel aan deze nieuwe studie.

De heer Keasling is het ermee eens dat, ondanks de versoepeling van de staatswetten, federale restricties op cannabistests onderzoek bemoeilijken - "en er is geen manier om dit probleem te omzeilen totdat de wet is aangenomen. aangepast, "zegt hij. "Maar deze methode kan enkele van deze zeer zeldzame cannabinoïden leveren die je nooit uit cannabis zou kunnen halen omdat ze in zulke kleine hoeveelheden worden geproduceerd. En wie weet, een van hen zou beter kunnen zijn dan CBD of THC. "

GROEIENDE INDUSTRIE

Of ze nu bijdragen aan onderzoek of niet, gist-cannabinoïden zullen zeker een commerciële impact hebben. Keasling schat dat zijn methode cannabinoïden kan produceren tegen een prijs die gelijk is aan of lager is dan die van de productie van marihuana in de landbouw. Hij richtte Demetrix op om zijn nieuwe Berkeley-technologie in licentie te geven en commerciële cannabinoïdeproductie te ontwikkelen. En hij heeft veel concurrentie. Vorig jaar Librede en Gingko BioWorks biotech startups aangekondigd respectievelijk een patent voor de productie van CBD van gist en een samenwerkingsverband van enkele miljoenen dollars met cannabis bedrijf Cronos Group. Jeff Übersax CEO Demetrix, schat dat ongeveer 15 20 aan andere bedrijven te concurreren voor het transformeren van gistcellen in kleine fabrieken cannabinoïden.

Het doel van deze studie was om cannabinoïden te produceren "ongeacht de cannabiscultuur"; met andere woorden, profiteer van de voordelen zonder de plant te hoeven gebruiken. Dit heeft een groot voordeel: de cannabinoïden die momenteel worden gebruikt voor geneesmiddelen op recept, zoals Epidiolex, zijn rechtstreeks afkomstig van de plant, waar ze niet echt in zeer hoge concentraties voorkomen. Als dezelfde samenstelling kunstmatig kan worden geproduceerd, zal het veel gemakkelijker zijn om het op te schalen om geneesmiddelen op recept te maken.

Tags: DNAbièrebiotechnologieGénétiqueZoeken