Para este fim, cientistas nos Estados Unidos desenvolveram recentemente um mapa físico e genético de Cannabis sativa para facilitar uma investigação mais aprofundada sobre os mecanismos genéticos e moleculares exibidos por esta planta. A pesquisa foi publicada na revista Genome Research.
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Enquanto a biossíntese dos compostos canabinoides dentro do Cannabis sativa planta pode variar muito, dependendo das práticas de reprodução que estão sendo usadas, acredita-se que os dois canabinóides mais abundantes da cannabis se originem de uma única fonte comum conhecida como ácido canabigerólico (CBGA).
A produção de ácido tetrahidrocanabinólico (THCA) e ácido canabidiol (CBDA) é então iniciada pela reação de CBGA com THCA sintase e CBDA sintase, respectivamente.
Embora os primeiros estudos tenham determinado que a expressão dessas duas enzimas desempenha um papel direto na determinação do conteúdo final de canabinoides, permanece um entendimento limitado sobre quais mecanismos são responsáveis pelo aumento ou diminuição da expressão dessas enzimas.
Para resolver essa incerteza, duas diferentes teorias de montagem do genoma foram propostas. Em uma teoria, tanto a CBDA sintase quanto a THCA sintase são alelos mutuamente exclusivos. Na segunda teoria, é hipotetizado que essas duas enzimas estão intimamente ligadas. Contudo, a cepa de cannabis específica determinará, em última instância, o nível de atividade de cada enzima durante a biossíntese.
Em 2011, um grupo de pesquisadores tentou re-sequenciar a planta de cânhamo Finola (FN) para determinar a validade dessas duas teorias; Contudo, eles permaneceram malsucedidos como resultado da alta fragmentação.
Em 2019 Genome Research estude, os pesquisadores combinaram o sequenciamento em tempo real (SMRT) de molécula única de longa leitura da Pacific Biosciences (PacBio) do DNA genômico (gDNA) da planta do tipo droga-mãe Purple Kush e da planta de cânhamo FN-mãe do sexo masculino. Uma vez que os mapas genéticos das plantas PK e FN eram relativamente consistentes, os pesquisadores decidiram fundir os dois mapas genéticos para uma análise completa.
A análise do mapa genético de ambas as plantas PK e FN demonstrou uma tendência particularmente forte para a presença de genes e recombinação ocorrerem perto das extremidades dos cromossomos. Geral, os pesquisadores descobriram que a organização dos genes nas plantas PK e FN se assemelhava muito àquela observada em produtos de grãos como o milho, cevada e trigo. É importante notar que é raro que esse tipo de padrão genético seja visto em produtos sem grãos.
O que foi particularmente único no mapa genético produzido neste estudo foi a identificação do gene que codifica para a sintase do ácido canabicromênico (CBCA). Essa descoberta foi baseada no fato de que os padrões de nucleotídeos desse gene eram 96% idênticos ao gene da THCA sintase.
A atividade enzimática deste gene foi posteriormente determinada pela adição de um substrato CBGA a meios de cultura clarificados, seguida de uma análise dos produtos desta reação por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O alto acúmulo de CBCA confirmou que os pesquisadores identificaram de fato o gene que codifica a CBCA sintase.
A identificação do gene que codifica para a CBCA sintase oferece um potencial promissor para uma ampla variedade de estudos farmacológicos futuros. Por exemplo, as propriedades analgésicas do hemograma completo são o resultado de sua capacidade de bloquear a atividade dos canais potenciais do receptor do tipo anquirina que desempenham um papel em nossa percepção da dor. O hemograma completo também foi associado a certas propriedades antiinflamatórias no sistema gastrointestinal de camundongos.
Ao compreender o papel deste gene específico na produção da CBCA sintase, futuras técnicas de melhoramento podem ter como alvo as cepas que exibem maiores quantidades neste gene em um esforço para tratar doenças específicas, como a síndrome do intestino irritável e a doença de Crohn, ambos fazem com que os pacientes apresentem altos níveis de inflamação intestinal e dor.
O trabalho discutido neste artigo foi financiado pelos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde, bem como o Instituto Nacional de Saúde (NIH) Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas.
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