Jacob Hoover
0 
2909
806
Ledsen att bryta det åt dig, men du kan inte få hög hampa. Den anläggning som ansvarar för de repiga armband som barnen tillverkar på sommarlägret producerar endast spårmängder av den höginducerande föreningen, THC eller tetrahydrocannabinol. Dessa spårmängder av THC är faktiskt några av de viktigaste egenskaperna som skiljer hampa från dess cannabis-släkting, marijuana.
Ändå är det inte så illa för hampa: Växten producerar en annan lukrativ förening som kallas CBD, eller cannabidiol. Denna icke-psykoaktiva molekyl är den viktigaste ingrediensen i det första cannabisbaserade läkemedlet som någonsin godkänts av Food and Drug Administration. Läkemedlet kallas Epidiolex, och används för att behandla sällsynta former av epilepsi hos barn.
Dessutom har utbredd tro om CBD: s andra potentiella fördelar bidragit till att bygga upp en marknad på 202 miljoner dollar för hampolja som innehåller molekylen. [25 udda fakta om marijuana]
Men hur slutade vi med dessa två molekyler i första hand?
Ett team av genetiker, biologer och botaniker samarbetade för att ta reda på det. Tillsammans analyserade de genomerna av en hampa och en marijuana-stam och publicerade resultaten måndag (26 november) i tidskriften Genome Research.
Det här är inte första gången som några medlemmar av detta forskarlag försöker kartlägga genomerna för de två växterna. De försökte tidigare göra det 2011, säger författare Harm van Bakel, en genetiker vid Icahn School of Medicine vid Mount Sinai i New York. (Van Bakel har inte band till några cannabisföretag, men vissa av hans medförfattare gör det.) Då fann teamet att växternas genom var fulla av små DNA-bitar som upprepade sig rygg mot rygg i flera regioner av den genetiska koden.
Dessa upprepade bitar uppför sig inte som växt-DNA; I stället uppför sig de som virus, i att de kan replikera och infoga sig över hela genomet, sa van Bakel. Detta virusliknande beteende antyder att dessa segment ursprungligen härstammar från virus som en gång infekterat växterna. Dessutom är dessa upprepande segment ansvariga för den totala längden på många växter och djurgener. I hampa och marijuana, konstaterade han, utgör segmenten 73 procent av DNA: t.
Ny och förbättrad teknik
Men analysverktyget som teamet använde 2011 skar genomet i bitar som var för små, vilket gjorde det svårt att anpassa segmenten - många av bitarna startade och slutade med identiska upprepade segment.
Den här gången använde forskningsgruppen en analysmetod som kartlade större genomstycken. "Det räckte för att rekonstruera en mycket mer sammanhängande och mindre fragmenterad version av genomet," berättade van Bakel. Forskarna korsade också hampan med marijuana, eftersom hybridens genom bildade en mer fullständig karta över föräldrarnas kromosomer. [10 fantastiska saker som forskare just gjorde med CRISPR]
Dessa genetiska kartor visade att THC- och CBD-generna är belägna i något olika fläckar på de två genomerna men att dessa gener delar en genetisk förfader - en gen som någon gång i det förflutna duplicerade och tillät två nya versioner, THC och CBD, att utveckla. Forskarna fann också att de replikerande segmenten som uppträder som virus (och troligtvis var virus för länge sedan) likviderade i och runt THC- och CBD-generna, och hjälpte till att skapa dupliceringshändelsen som gjorde att generna kunde utvecklas till det vi har idag. Och, överraskning: Teamet hittade en tredje, liknande gen som kodar för en molekyl som kallas CBC, ellercannabichromene, som också förekommer i hampa och marijuana.
Fortfarande krävs mer forskning för att fastställa när dessa skillnader i THC- och CBD-generna hände och hur förfädergenen såg ut, sade van Bakel. Dessa studier kommer att inkludera alla andra tillgängliga sorter av hampa och marijuana, eftersom båda kontinuerligt avlas upp för att producera specifika nivåer av THC och CBD. Med en bättre förståelse för hur vi fick dessa två gynnsamma gener kan kanske jordbrukare hoppa över den tidskrävande avelsprocessen och i stället växtsorter som de vet skapar de föreningar de vill ha. Till exempel dämpar CBC vissa THC-effekter, så spikning av rätt förhållande mellan de två molekylerna är viktigt, sade van Bakel.
För de flesta andra amerikanska grödor finns genomkart, antingen ett utkast eller något detaljerat, konstaterade van Bakel. "Cannabis är mitt i det paketet, mer mot slutet," sade han. Van Bakel, tillsammans med sina kollegor och andra genetiker, planerar att fortsätta - och med den hastighet THC- och CBD-industrin växer, har dessa forskare vissa fångar att göra.
- Marijuana kunde behandla dessa fem villkor
- 7 sätt Marijuana kan påverka hjärnan
- 7 sätt Marijuana interagerar med läkemedel
Redaktörens anmärkning: Den här historien uppdaterades 29 november för att korrigera Harm van Bakels anslutning (han är inte längre på University of Toronto) och för att klargöra flera punkter om hur de virusliknande segmenten hjälper växten att utvecklas till det vi har idag.
Ursprungligen publicerad den .