V ta namen znanstveniki v ZDA so pred kratkim razvili fizični in genetski zemljevid Cannabis sativa da bi olajšali nadaljnjo raziskavo genetskih in molekularnih mehanizmov, ki jih je pokazala ta rastlina. Raziskava je bila objavljena v reviji Raziskave genoma.
Yarygin | Shutterstock
Medtem ko je biosinteza kanabinoidnih spojin v Cannabis sativa rastlina se lahko zelo razlikuje glede na vzrejno prakso, ki se uporablja, dva najštevilčnejša kanabinoida konoplje izvirajo iz enega skupnega vira, znanega kot kanabigerolna kislina (CBGA).
Proizvodnja tetrahidrokanabinolične kisline (THCA) in kanabidiolne kisline (CBDA) se nato sproži z reakcijo CBGA s THCA sintazo in CBDA sintazo, oz.
Čeprav so zgodnje študije pokazale, da ima izražanje teh dveh encimov neposredno vlogo pri določanju končne vsebnosti kanabinoidov, ostaja omejeno razumevanje, kateri mehanizmi so odgovorni za povečano ali znižano izražanje teh encimov.
Da bi rešili to negotovost, predlagani sta bili dve različni teoriji sestavljanja genoma. V eni teoriji je tako CBDA sintaza kot THCA sintaza se medsebojno izključujeta. V drugi teoriji je domneva se, da sta ta dva encima tesno povezana. Vendar pa specifični sev konoplje bo na koncu določil stopnjo aktivnosti vsakega encima med biosintezo.
Leta 2011 je skupina raziskovalcev je poskušala ponovno določiti rastlino konoplje Finola (FN), da bi ugotovila veljavnost teh dveh teorij; vendar ostali so neuspešni zaradi velike razdrobljenosti.
Leta 2019 Raziskave genoma študij, Raziskovalci so združili sekvenciranje genomske DNK (gDNA) dolgotrajne enomolekulske bio-znanosti (PacBio) v realnem času (SMRT) iz samice matične rastline Purple Kush in moške matične rastline konoplje FN. Ker so bili genetski zemljevidi rastlin PK in FN relativno skladni, raziskovalci so se odločili združiti oba genetska zemljevida za popolno analizo.
Analiza genetske karte rastlin PK in FN je pokazala posebno močno težnjo po prisotnosti genov in rekombinaciji blizu koncev kromosomov. Na splošno, raziskovalci so ugotovili, da je organizacija genov v rastlinah PK in FN zelo podobna tisti, ki jo opazimo v žitnih proizvodih, kot je koruza, ječmen in pšenica. Pomembno je omeniti, da je ta vrsta genetskega vzorca redko prisotna v nežitnih proizvodih.
Edinstven pri genetski karti, izdelani v tej študiji, je bila identifikacija gena, ki kodira sintazo kanabikromenske kisline (CBCA). To odkritje je temeljilo na dejstvu, da so bili nukleotidni vzorci tega gena 96% enaki genu sintaze THCA.
Encimsko aktivnost tega gena smo pozneje določili z dodajanjem substrata CBGA v razčiščene gojišča, sledila je analiza produktov te reakcije z visokozmogljivo tekočinsko kromatografijo (HPLC). Veliko kopičenje CBCA je potrdilo, da so raziskovalci dejansko identificirali gen, ki kodira CBCA sintazo.
Identifikacija gena, ki kodira CBCA sintazo, je obetaven potencial za najrazličnejše prihodnje farmakološke študije. Na primer, analgetične lastnosti CBC so posledica njegove sposobnosti, da blokira aktivnost potencialnih kanalov receptorjev tipa ankirin, ki igrajo vlogo pri našem zaznavanju bolečine. CBC je bil povezan tudi z nekaterimi protivnetnimi lastnostmi v prebavnem sistemu miši.
Z razumevanjem vloge tega gena pri proizvodnji CBCA sintaze, prihodnje tehnike vzreje se lahko usmerijo proti sevom, ki kažejo večje količine tega gena v prizadevanju za zdravljenje posebnih bolezni, kot sta sindrom razdražljivega črevesja in Crohnova bolezen, oboje povzroča, da imajo pacienti visoko stopnjo črevesnega vnetja in bolečine.
Delo, obravnavano v tem članku, je finančno podprl Kanadski inštitut za zdravstvene raziskave, kot tudi Nacionalni inštitut za alergije in nalezljive bolezni Nacionalnega inštituta za zdravje (NIH).