Foto: Shutterstock

Objev starodávných enzymů konopí

Vědci z Wageningen University & Research odhalili, jak konopí vyvinulo schopnost vytvářet své nejznámější sloučeniny—THC, CBD a CBC—tím, že znovu vytvořili starodávné enzymy, které existovaly před miliony let. Tyto rané enzymy byly multitaskery, schopné produkovat několik kanabinoidů najednou, než je evoluce vylepšila do dnešních vysoce specializovaných forem. Tím, že „oživili“ tyto dávno ztracené enzymy v laboratoři, vědci ukázali, jak se chemie konopí stala přesnější v průběhu času—a objevili něco neočekávaného: starodávné verze jsou často robustnější a snadněji se s nimi pracuje.

Autor původního článku: redakce

Jak se enzymy konopí vyvíjely

Dnešní rostliny konopí spoléhají na vysoce specializované enzymy pro produkci THC, CBD a CBC. Každá sloučenina je vyráběna svým vlastním dedikovaným enzymem. Nový výzkum ukazuje, že tato preciznost je výsledkem evoluce a nebyla vždy samozřejmostí. Rané verze těchto enzymů byly mnohem flexibilnější. Jeden prapůvodní enzym mohl generovat více kanabinoidů najednou. V průběhu času došlo k duplikacím genů během evoluce konopí, což umožnilo těmto enzymům postupně se stát specializovanějšími a efektivnějšími při produkci jednotlivých sloučenin.

Rekonstrukce starodávné chemie konopí

Aby odhalili tuto historii, vědci použili metodu zvanou rekonstrukce prapůvodní sekvence. Analyzováním DNA z moderních rostlin byli schopni předpovědět, jak pravděpodobně vypadaly starodávné enzymy před miliony let. Tyto zrekonstruované verze, známé jako prapůvodní enzymy, byly poté vyrobeny v laboratoři a přímo testovány. Výsledky nabízejí první experimentální důkaz, že produkce kanabinoidů, včetně sloučenin jako THC, začala v relativně nedávném předkovi konopí a stala se rafinovanější, jak se rostlina vyvíjela. Tento proces pomohl formovat složitý chemický profil, který dnes vidíme v konopí.

Nové poznatky s biotechnologickým potenciálem

Kromě odhalení, jak se chemie konopí vyvíjela, studie zdůrazňuje praktické příležitosti. Zrekonstruované starodávné enzymy se ukázaly být snadněji produkovatelné v mikroorganismech, jako jsou kvasinkové buňky, než moderní enzymy konopí. To je důležité, protože kanabinoidy jsou stále častěji vyráběny pomocí biotechnologických metod, spíše než přímo pěstovány v rostlinách. „Co se kdysi zdálo evolučně ‚nedokončené‘, se ukazuje být vysoce užitečné,“ říká výzkumník WUR Robin van Velzen, který vedl studii s kolegyní Cloé Villard. „Tyto prapůvodní enzymy jsou robustnější a flexibilnější než jejich potomci, což z nich činí velmi atraktivní výchozí body pro nové aplikace v biotechnologickém a farmaceutickém výzkumu.“

Směrem k novým léčivým odrůdám konopí

Jeden zrekonstruovaný enzym vynikl, protože velmi specificky produkuje CBC, kanabinoid známý pro své protizánětlivé a analgetické vlastnosti. „V současnosti neexistuje žádná rostlina konopí s přirozeně vysokým obsahem CBC. Zavedení tohoto enzymu do rostliny konopí by proto mohlo vést k inovativním léčivým odrůdám,“ vysvětluje Van Velzen. Společně tyto zjištění ukazují, jak studium starodávné rostlinné DNA může prohloubit naše chápání evoluce a zároveň otevřít dveře novým způsobům produkce lékařsky cenných sloučenin konopí.