Forskare vid Wageningen University & Research har återskapat enzymer från cannabis-ancestrar miljoner år gamla, och avslöjat hur växten utvecklades för att producera föreningar som THC, CBD och CBC. Dessa forntida enzymer, mer flexibla än moderna versioner, visar potential för enklare bioteknologisk produktion av cannabinoider för medicinskt bruk. Resultaten, publicerade i Plant Biotechnology Journal, kan leda till nya medicinska cannabis-sorter.
Cannabisplantor idag producerar nyckelcannabinoider — THC, CBD och CBC — med specialiserade enzymer, var och en dedikerad till en enda förening. En studie från Wageningen University & Research visar att denna precision uppstod genom evolutionen. Tidiga cannabis-ancestrar hade mer mångsidiga enzymer kapabla att generera flera cannabinoider samtidigt. För att spåra denna utveckling använde teamet ancestral sekvensrekonstruktion, och analyserade DNA från moderna plantor för att förutsäga och återskapa enzymer aktiva för miljoner år sedan. Dessa återupplivade enzymer syntetiserades sedan i labbet och testades, vilket gav den första experimentella bevisningen för hur cannabinoidbiosyntesen uppstod hos en nylig cannabis-ancestor och förfinades över tid genom genuppdubbleringar. Forskningen avslöjade praktiska fördelar: de forntida enzymerna visade sig vara mer robusta och lättare att uttrycka i mikroorganismer som jäst jämfört med samtida. Detta kan effektivisera bioteknologisk tillverkning av cannabinoider, som alltmer produceras utanför plantor för medicinska tillämpningar. «Det som en gång verkade evolutionärt 'ofullständigt' visar sig vara mycket användbart», noterade huvudforskaren Robin van Velzen, som samarbetade med Cloé Villard. «Dessa ancestrale enzymer är mer robusta och flexibla än sina ättlingar, vilket gör dem mycket attraktiva startpunkter för nya tillämpningar inom bioteknik och farmaceutisk forskning». Särskilt lovande är ett forntida enzym som specifikt producerar CBC, känt för antiinflammatoriska och smärtlindrande effekter. Ingen nuvarande cannabis-sort producerar naturligt höga CBC-nivåer, så integration av detta enzym kan skapa innovativa medicinska stammar. Studien, detaljerad i Plant Biotechnology Journal (DOI: 10.1111/pbi.70475), förenar evolutionsbiologi med potentiella hälsofördelar.
