Naukowcy odkrywają, w jaki sposób komórki konopi produkują kannabinoidy

Zespół biologów roślinnych z The University of British Columbia po raz pierwszy zidentyfikował proces, w którym komórki konopi wytwarzają kannabinoidy.

       Pomimo wielu firm biotechnologicznych dążących do „wyprodukowania” kannabinoidów (THC/CBD) poza rośliną konopi w drożdżach kultur komórkowych, obecnie nie wiadomo, w jaki sposób roślina robi to naturalnie. Teraz eksperci z The University of British Columbia odkryli wysokowydajne „haczyki”, które komórki konopi wykorzystują do przeprowadzenia tego procesu.

       Dr Sam Livingston, botanik z University of British Columbia, który kierował badaniami, powiedział: „To naprawdę pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób komórki trichomów konopi mogą pompować ogromne ilości tetrahydrokannabinolu (THC) i terpenów – związków, które są toksyczne dla komórki roślinnej w dużych ilościach – bez zatruwania się.

       Ten nowy model może informować o metodach biologii syntetycznej do produkcji kannabinoidów w drożdżach, co jest rutynowo wykorzystywane w biotechnologii. Bez tych „sztuczek” nigdy nie uzyskają wydajnej produkcji”.

       Badanie zostało opublikowane w Current Biology.

Trichomy z konopi

       Ludzkość od wieków uprawia konopie indyjskie ze względu na efekty farmakologiczne wywoływane przez wyspecjalizowane metabolity, w szczególności CBD i terpenoidy. Obecnie rynek konopi opiera się na biologicznej aktywności maleńkich skupisk komórek zwanych trichomami gruczołowymi, występujących głównie na kwiatach rośliny, w celu produkcji kannabinoidów.

       Nowe badanie wyjaśnia mikrośrodowiska, w których THC jest produkowane i transportowane w trichomach konopi i ujawnia szereg niezbędnych procesów w komórce, które prowadzą do produkcji kannabinoidów.

Jak powstają kannabinoidy?

        Naukowcy wykorzystali szybkie zamrażanie włosków gruczołowych konopi indyjskich, aby zahamować struktury komórkowe i metabolity rośliny in situ. Umożliwiło to zespołowi analizę włosków gruczołowych konopi za pomocą mikroskopów elektronowych, które ujawniły strukturę komórki na poziomie nano. To pokazało, że metabolicznie aktywne komórki konopi tworzą „superkomórkę”, która działa jak maleńka metaboliczna biofabryka.

       Tradycyjne podejścia biologii syntetycznej koncentrowały się na wzmacnianiu enzymów odpowiedzialnych za wytwarzanie kannabinoidów, prawdopodobnie budując fabrykę z najbardziej wydajnymi maszynami do wytwarzania produktów w możliwie największej ilości. Jednak metody te nie przyniosły najbardziej wydajnego sposobu transportu substancji pośrednich między enzymami lub z wnętrza komórki na zewnątrz, gdzie można zebrać produkt końcowy. Badanie to ujawnia drogę subkomórkową, którą konopie wykorzystują do zapewnienia wydajnego rurociągu od surowców do produktów końcowych bez przechowywania toksyn lub produktów odpadowych.

       Dr Lacey Samuels, biolog komórek roślinnych z UBC, podsumował: „Przez ponad 40 lat wszystko, co myśleliśmy o komórkach konopi, było niedokładne, ponieważ opierało się na przestarzałej mikroskopii elektronowej. Ta praca określa, w jaki sposób komórki konopi wytwarzają swój produkt. To zmiana paradygmatu po wielu latach, dająca nowe spojrzenie na produkcję kannabinoidów”.

Źródło:

“Scientists discover how cannabis cells produce cannabinoids” [w:] healtheuropa.com