Zu diesem Zweck, Wissenschaftler in den USA haben kürzlich eine physikalische und genetische Karte von Cannabis sativa um weitere Untersuchungen der genetischen und molekularen Mechanismen dieser Pflanze zu erleichtern. Die Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Genomforschung.
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Während die Biosynthese der Cannabinoidverbindungen innerhalb der Cannabis sativa Pflanze kann je nach verwendeter Züchtungspraxis stark variieren, Es wird angenommen, dass die beiden am häufigsten vorkommenden Cannabinoide von Cannabis aus einer einzigen gemeinsamen Quelle stammen, die als Cannabigerolsäure (CBGA) bekannt ist.
Die Produktion von Tetrahydrocannabinolsäure (THCA) und Cannabidiolsäure (CBDA) wird dann durch die Reaktion von CBGA mit THCA-Synthase und CBDA-Synthase initiiert. bzw.
Obwohl frühe Studien festgestellt haben, dass die Expression dieser beiden Enzyme eine direkte Rolle bei der Bestimmung des endgültigen Cannabinoidgehalts spielt, Es bleibt ein begrenztes Verständnis darüber, welche Mechanismen für die erhöhte oder erniedrigte Expression dieser Enzyme verantwortlich sind.
Um diese Unsicherheit zu beseitigen, Es wurden zwei verschiedene Genom-Assembly-Theorien vorgeschlagen. In einer Theorie, sowohl CBDA-Synthase als auch THCA-Synthase sind sich gegenseitig ausschließende Allele. In der zweiten Theorie, Es wird vermutet, dass diese beiden Enzyme eng miteinander verbunden sind. Jedoch, die spezifische Cannabissorte bestimmt letztendlich das Aktivitätsniveau jedes Enzyms während der Biosynthese.
In 2011, eine Gruppe von Forschern versuchte, die Hanfpflanze Finola (FN) neu zu sequenzieren, um die Gültigkeit dieser beiden Theorien zu bestimmen; jedoch, sie blieben aufgrund der hohen Fragmentierung erfolglos.
Im 2019 Genomforschung lernen, Die Forscher koppelten Pacific Biosciences (PacBio) Long-Read-Single-Molecule-Real-Time (SMRT)-Sequenzierung von genomischer DNA (gDNA) aus der weiblichen Purple-Kush-Elternpflanze und der männlichen FN-Hanfpflanze. Da die genetischen Karten sowohl der PK- als auch der FN-Pflanze relativ konsistent waren, die Forscher beschlossen, die beiden genetischen Karten für eine vollständige Analyse zusammenzuführen.
Die Analyse der genetischen Karte sowohl der PK- als auch der FN-Pflanze zeigte eine besonders starke Tendenz, dass sowohl das Vorhandensein von Genen als auch die Rekombination nahe den Enden der Chromosomen auftreten. Gesamt, Die Forscher fanden heraus, dass die Organisation der Gene sowohl in den PK- als auch in den FN-Pflanzen sehr ähnlich der in Getreideprodukten wie Mais beobachteten ist. Gerste und Weizen. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Art von genetischem Muster bei Nicht-Getreideprodukten selten zu sehen ist.
Besonders einzigartig an der in dieser Studie erstellten genetischen Karte war die Identifizierung des Gens, das für die Cannabichromensäure (CBCA)-Synthase kodiert. Diese Entdeckung basierte auf der Tatsache, dass die Nukleotidmuster dieses Gens zu 96% mit dem THCA-Synthase-Gen identisch waren.
Die Enzymaktivität dieses Gens wurde später durch Zugabe eines CBGA-Substrats zu geklärten Kulturmedien bestimmt. gefolgt von einer Analyse der Produkte dieser Reaktion durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC). Die hohe Akkumulation von CBCA bestätigte, dass die Forscher tatsächlich das für die CBCA-Synthase kodierende Gen identifiziert hatten.
Die Identifizierung des Gens, das für die CBCA-Synthase kodiert, bietet ein vielversprechendes Potenzial für eine Vielzahl zukünftiger pharmakologischer Studien. Zum Beispiel, Die analgetischen Eigenschaften von CBC sind das Ergebnis seiner Fähigkeit, die Aktivität potenzieller Kanäle von Ankyrinrezeptoren zu blockieren, die eine Rolle bei unserer Schmerzwahrnehmung spielen. CBC wurde auch mit bestimmten entzündungshemmenden Eigenschaften im Magen-Darm-System von Mäusen in Verbindung gebracht.
Durch das Verständnis der Rolle dieses bestimmten Gens bei der Produktion von CBCA-Synthase, zukünftige Züchtungstechniken können auf Stämme abzielen, die höhere Mengen dieses Gens aufweisen, um bestimmte Krankheiten wie das Reizdarmsyndrom und Morbus Crohn zu behandeln, Beides führt dazu, dass Patienten starke Darmentzündungen und Schmerzen erfahren.
Die in diesem Artikel besprochene Arbeit wurde finanziell unterstützt von den Canadian Institutes of Health Research, sowie das National Institute of Health (NIH) National Institute of Allergy and Infectious Diseases.
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