Происхождение THC, CBD и CBC в конопле раскрыто

Исследователи из Вагенингенского университета впервые экспериментально показали, как конопля приобрела способность производить каннабиноиды THC, CBD и CBC. Они также разработали ферменты, перспективные для биотехнологического производства каннабиноидов для медицинского применения.

В исследовании, опубликованном 26 декабря в Plant Biotechnology Journal, учёные реконструировали вымершие ферменты, которые были активны миллионы лет назад у предков конопли. Эти ферменты играют ключевую роль в производстве каннабиноидов — биологически активных соединений, обладающих, в том числе, медицинским потенциалом.

От универсалов к специалистам

В современных растениях конопли различные биологически активные соединения (THC, CBD, CBC) производятся специфическими, специализированными ферментами. Исследование показывает, что так было не всегда. Общий предок этих ферментов мог производить несколько каннабиноидов одновременно. Только после дупликации генов в ходе эволюции конопли появились ферменты, специализирующиеся на производстве конкретных соединений.

Учёные использовали технику реконструкции предковых последовательностей. На основе ДНК современных растений этот метод позволяет выяснить, как выглядели ферменты миллионы лет назад. Эти «предковые ферменты» были затем «воскрешены» в лаборатории и протестированы экспериментально. Исследование предоставляет первые экспериментальные доказательства того, что биосинтез каннабиноидов, таких как THC, возник у относительно недавнего предка конопли и впоследствии становился всё более совершенным.

Фунментальное понимание и новые возможности

Исследование показывает, как фундаментальные исследования ДНК растений углубляют понимание эволюции и одновременно открывают возможности для инновационных приложений. Реконструированные предковые ферменты оказалось легче производить в микроорганизмах, например, в дрожжевых клетках, чем их современные аналоги. Это важно, поскольку каннабиноиды всё чаще производятся с помощью биотехнологических подходов.

«То, что когда-то казалось эволюционно «незавершённым», оказывается чрезвычайно полезным», — говорит исследователь WUR Робин ван Велзен. — «Эти предковые ферменты более устойчивы и гибки, чем их потомки, что делает их очень привлекательной отправной точкой для новых приложений в биотехнологии и фармацевтических исследованиях».

В качестве примера Ван Велзен указывает на один из реконструированных «эволюционных промежуточных продуктов», который очень специфично производит CBC — каннабиноид, известный своими противовоспалительными и обезболивающими свойствами.

«В настоящее время не существует растения конопли с естественным высоким содержанием CBC. Внедрение этого фермента в растение конопли может, следовательно, привести к созданию инновационных лечебных сортов», — говорит Ван Велзен.