Dzięki inżynierii genetycznej naukowcom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley udało się wyhodować drożdże, które produkują THC i CBD - główne składniki konopi. Drożdże wytwarzają też inne kannabinoidy, a do tego opracowana metoda jest tania i daje produkty o wysokiej jakości.
Drożdże, które przez tysiąclecia były używane głównie do warzenia napojów alkoholowych, zostały zmodyfikowane przez naukowców do produkcji kannabinoidów - substancji chemicznych o właściwościach leczniczych i psychoaktywnych. Na nowo zaprojektowane drożdże mogą wywarzać tetrahydrokannabinol, czyli THC – główny związek psychoaktywny w konopiach siewnych. Mogą także produkować kanabidiol, czyli CBD, inny główny kannabinoid, który ostatnio przyciąga uwagę ze względu na korzyści terapeutyczne, w tym działanie przeciwlękowe i przeciwbólowe.
Drożdże mogą stać się prostym i tanim dostarczycielem wspomnianych substancji, które dzisiaj otrzymuje się wyłącznie z roślin. – Dla konsumentów korzyści będą ogromne: wysoka jakość, niskie koszty produkcji. Taka metoda uzyskiwania kannabinoidów jest też przyjaźniejsza dla środowiska – przekonuje prof. Jay Keasling z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley.
Konopie i ich ekstrakty, w tym THC, są obecnie legalne w dziesięciu stanach USA. Związany z nimi biznes wart jest miliardy dolarów. Marihuana w USA jest używana zarówno do prywatnej konsumpcji, jak i w celach medycznych. Ekstrakty z konopi są składnikiem wielu leków. Trwają też badania nad ich szerszym wykorzystaniem przy leczeniu różnych chorób, w tym padaczki, choroby Parkinsona, czy chronicznego bólu. Kannabinoidy są też coraz częściej wykorzystywane w kosmetyce.
Naukowcy opracowali niedrogą formę otrzymywania kannabinoidów z drożdży. Co więcej, zmodyfikowane drożdże produkują nowe rodzaje kannabinoidów, które w roślinach występują w minimalnych ilościach lub nie występują wcale. To zupełnie nowe pole do badań nad tymi substancjami.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature”.
Dzięki drożdżom już dziś pozyskujemy wiele cennych i rzadkich substancji jak m.in. hormon wzrostu, insulinę, czynniki krzepnięcia krwi, morfinę i opiaty. Keasling od lat postuluje szersze wykorzystanie drożdży w produkcji leków. Nazywa je „zielonymi fabrykami”, które produkują określone substancje bez skomplikowanych syntetycznych procesów chemicznych zachodzących w laboratoriach.
Naukowcy podkreślają, że obecne sposoby produkcji konopi są bardzo kosztowne, energochłonne i zanieczyszczają środowisko. Sposób zaproponowany przez badaczy z Berkley może rozwiązać ten problem. Drożdże karmiony wyłącznie cukrem są łatwym i tanim sposobem wytwarzania czystych kannabinoidów.
Zamienianie drożdży w fabryki chemiczne polegało na wprowadzeniu poprawek do ich metabolizmu, tak aby zamiast zamieniać cukier w alkohol, drożdże zamieniały cukier w inne związki chemiczne, które następnie były modyfikowane przez dodane enzymy w celu wytworzenia nowego produktu, takiego jak chociażby THC.
Keasling wraz z zespołem badaczy zmodyfikował kilka genów znalezionych w drożdżach (Saccharomyces cerevisiae). Do tego wprowadził geny z pięciu rodzajów bakterii i z samych konopi. W sumie uczeni dokonali 16 modyfikacji genetycznych, aby przekształcić drożdże w fabryki kannabinoidów.
Keasling i jego zespół opracowali także drożdże do transformacji różnych kwasów tłuszczowych w kannabinoidy, które nie występują w przyrodzie. Być może związki te będą miały jakieś właściwości terapeutyczne lub znajdą inne zastosowanie.
Źródło: University of California, Berkeley, Nature, fot. Mogana Das Murtey and Patchamuthu Ramasamy/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0. Na zdjęciu Saccharomyces cerevisiae
