Thomas Dalton
0 
2899
817
Przepraszam, że ci to mówię, ale nie możesz odurzyć się konopiami. Roślina odpowiedzialna za bransoletki ropey, które dzieci robią na letnim obozie, produkuje tylko śladowe ilości wysoko indukującego związku, THC lub tetrahydrokanabinolu. Rzeczywiście, te śladowe ilości THC to jedne z głównych cech odróżniających konopie od ich pokrewnych konopi, marihuany.
Jednak nie wszystko jest złe dla konopi: roślina produkuje kolejny lukratywny związek zwany CBD lub kanabidiol. Ta niepsychoaktywna cząsteczka jest kluczowym składnikiem pierwszego w historii leku na bazie konopi indyjskich, zatwierdzonego przez Food and Drug Administration. Lek o nazwie Epidiolex jest stosowany w leczeniu rzadkich postaci padaczki u dzieci.
Co więcej, powszechne przekonania o innych potencjalnych korzyściach CBD pomogły zbudować rynek o wartości 202 milionów dolarów na olej konopny zawierający tę cząsteczkę. [25 dziwnych faktów na temat marihuany]
Ale w jaki sposób skończyliśmy z tymi dwiema cząsteczkami w pierwszej kolejności?
Zespół genetyków, biologów i botaników połączył siły, aby się tego dowiedzieć. Wspólnie przeanalizowali genomy jednego konopi i jednego szczepu marihuany, publikując wyniki w poniedziałek (26 listopada) w czasopiśmie Genome Research.
To nie pierwszy raz, kiedy niektórzy członkowie tego zespołu badawczego próbowali zmapować genomy obu roślin. Wcześniej próbowali to zrobić w 2011 roku, powiedział współautor badania Harm van Bakel, genetyk z Icahn School of Medicine w Mount Sinai w Nowym Jorku. (Van Bakel nie ma powiązań z żadnymi firmami zajmującymi się konopiami indyjskimi, jednak niektórzy z jego współautorów tak robią). Wtedy zespół odkrył, że genomy roślin były pełne małych fragmentów DNA, które powtarzały się w kilku regionach. kodu genetycznego.
Te powtarzające się fragmenty nie zachowują się jak DNA roślin; zamiast tego zachowują się jak wirusy, ponieważ mogą replikować się i wstawiać po całym genomie, powiedział van Bakel. To wirusopodobne zachowanie sugeruje, że te segmenty mogły pierwotnie pochodzić od wirusów, które kiedyś zakażały rośliny. Co więcej, te powtarzające się segmenty są odpowiedzialne za całkowitą długość wielu genomów roślin i zwierząt. Zauważył, że w konopiach i marihuanie segmenty stanowią 73 procent DNA.
Nowa i ulepszona technologia
Jednak narzędzie analityczne, którego zespół użył w 2011 roku, pocięło genom na zbyt małe fragmenty, co utrudniało wyrównanie segmentów - wiele z nich zaczynało się i kończyło identycznymi powtórzonymi segmentami.
Tym razem grupa badawcza zastosowała metodę analizy, która zmapowała większe fragmenty genomu. „To wystarczyło, aby zrekonstruować znacznie bardziej ciągłą i mniej fragmentaryczną wersję genomu” - powiedział van Bakel. Naukowcy skrzyżowali również konopie z marihuaną, ponieważ genom hybrydy utworzył pełniejszą mapę chromosomów rodziców. [10 niesamowitych rzeczy, które naukowcy zrobili właśnie dzięki CRISPR]
Te mapy genetyczne pokazały, że geny THC i CBD są zlokalizowane w nieco innych miejscach na dwóch genomach, ale te geny mają wspólnego przodka genetycznego - jeden gen, który kiedyś w przeszłości zduplikował i umożliwił dwie nowe wersje, THC i CBD, na rozwijać się. Naukowcy odkryli również, że replikujące się segmenty, które zachowują się jak wirusy (i prawdopodobnie dawno temu były wirusami), zwijały się w genach THC i CBD i wokół nich, i pomogły stworzyć zdarzenie duplikacji, które pozwoliło genom ewoluować w to, co mamy dzisiaj. I niespodzianka: zespół znalazł trzeci, podobny gen, który koduje cząsteczkę zwaną CBC lubkanabichromen, który występuje również w konopiach i marihuanie.
Mimo to potrzebne są dalsze badania, aby ustalić, kiedy doszło do tych rozbieżności w genach THC i CBD i jak wyglądał gen przodków, powiedział van Bakel. Badania te będą obejmować wszystkie inne dostępne odmiany konopi i marihuany, ponieważ obie są stale hodowane, aby wytwarzać określone poziomy THC i CBD. Dzięki lepszemu zrozumieniu, w jaki sposób otrzymaliśmy te dwa korzystne geny, rolnicy mogą pominąć czasochłonny proces hodowli i zamiast tego odmiany roślin, o których wiedzą, będą tworzyć związki, których chcą. Na przykład CBC tłumi niektóre efekty THC, więc ustalenie odpowiedniego stosunku dwóch cząsteczek jest ważne, powiedział van Bakel.
Van Bakel zauważył, że dla większości innych upraw w USA istnieją mapy genomu, jako szkic lub coś szczegółowego. „Konopie są w środku tej paczki, jeszcze bardziej pod koniec” - powiedział. Van Bakel, wraz ze swoimi kolegami i innymi genetykami, planuje dalej działać - a wraz z tempem rozwoju branży THC i CBD naukowcy ci mają trochę do nadrobienia.
- Marihuana może leczyć te pięć schorzeń
- 7 sposobów, w jakie marihuana może wpływać na mózg
- 7 sposobów interakcji marihuany z lekami
Uwaga redaktora: ta historia została zaktualizowana 29 listopada w celu skorygowania przynależności Harm van Bakela (nie pracuje już na Uniwersytecie w Toronto) i wyjaśnienia kilku punktów dotyczących tego, jak segmenty wirusopodobne pomagają genom rośliny ewoluować w to, co mamy dzisiaj.
Pierwotnie opublikowano w dniu .