Каннабис өзінің биоактивті қосылыстарының алуан түрлілігімен танымал, олардың ішінде ең белгілілері — тетрагидроканнабинол (ТГК) және каннабидиол (КБД). Алайда, бұл молекулалардың эволюциялық шығу тегі ұзақ уақыт бойы белгісіз болып келді. Жақында жүргізілген зерттеулер осы қосылыстардың қалай пайда болғанын және оларды болашақта медициналық мақсатта қалай қолдануға болатынын анықтауға көмектесті.

Каннабиноидтардың эволюциясын зерттеу

Нидерландыдағы Вагенинген университеті мен зерттеу орталығының (WUR) ғалымдар тобы каннабис өсімдігінің ТГК, КБД және тағы бір маңызды каннабиноид — каннабихроменді (КБХ) синтездеу қабілетін қалай дамытқанын анықтады. Бұл жаңалықтар өсімдіктің эволюциялық жолын ашып қана қоймай, оның химиялық әртүрлілігін жаңа бағытта пайдалануға мүмкіндік береді.

Қазіргі каннабис сұрыптарында ТГК, КБД және КБХ сияқты каннабиноидтардың мөлшері айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Бұл айырмашылықтар негізінен миллиондаған жылдар бойы дамыған арнайы синтаза ферменттерінің белсенділігіне байланысты. Қазіргі каннабистегі ферменттер өте мамандандырылған және өсімдіктің ежелгі ата-бабаларындағы ферменттерден айтарлықтай ерекшеленеді.

Ежелгі ферменттерді қайта құрастыру

Зерттеушілер «ата-бабалық тізбекті қайта құрастыру» әдісін қолданып, қазіргі генетикалық ақпарат негізінде ежелгі каннабиноид түзуші ферменттерді жасады. Бұл ферменттерді зертханалық жағдайда қолданғанда, олар қандай каннабиноидтарды түзетінін және олардың қазіргі ферменттермен салыстырғанда қалай жұмыс істейтінін бақылауға мүмкіндік туды.

Зерттеу нәтижесінде қазіргі кездегі мамандандырылған ферменттерден айырмашылығы, ежелгі ферменттер әмбебап болғаны анықталды. Олар бір ғана бастапқы молекуладан ТГК, КБД және КБХ сияқты бірнеше каннабиноидты түзе алған.

«Бұрын эволюциялық тұрғыдан ‘аяқталмаған’ деп есептелген нәрсе шын мәнінде өте пайдалы болып шықты», — дейді зерттеуді Клоэ Виллардпен бірге басқарған WUR зерттеушісі Робин ван Велзен. «Бұл ата-бабалық ферменттер қазіргі ферменттерге қарағанда төзімді әрі икемді, сондықтан оларды биотехнология мен фармацевтикада қолдану үшін болашағы зор».

КБХ-ның әлеуетін ашу

Зерттеудің ең қызықты тұстарының бірі — КБХ-ға қатысты. ТГК мен КБД каннабис зерттеулерінің негізгі нысаны болса, КБХ — әлі толық зерттелмеген, бірақ болашағы зор каннабиноид. Қазіргі каннабис өсімдіктерінде КБХ мөлшері әдетте 1%-дан аз, сондықтан оны зерттеу мен көп мөлшерде өндіру қиын.

«Қазіргі уақытта табиғи түрде КБХ мөлшері жоғары каннабис өсімдігі жоқ», — дейді ван Велзен. «Бұл ферментті каннабиске енгізу жаңа дәрілік сұрыптарды жасауға жол ашуы мүмкін».

Алғашқы зерттеулер КБХ-ның қабынуға қарсы, құрысуға қарсы және бактерияға қарсы қасиеттері болуы мүмкін екенін көрсетеді, бірақ оның емдік әлеуеті ТГК немесе КБД-ға қарағанда әлі толық зерттелмеген.

Биотехнологиялық және медициналық маңызы

Ғалымдар сондай-ақ бұл қайта құрылған ата-бабалық ферменттерді қазіргі ферменттерге қарағанда микроағзаларда, мысалы, ашытқыда оңай өндіруге болатынын анықтады. Бұл сирек кездесетін каннабиноидтарды да өсімдікті дәстүрлі өсірусіз, тиімді жолмен синтездеуге мүмкіндік береді — бұл әрі зерттеу, әрі фармацевтикалық өндіріс үшін маңызды жаңалық.

Зерттеушілер осы ежелгі ферменттер негізінде гибридті ферменттер жасап, каннабиноид түзуші ферменттердің эволюциясына әсер еткен негізгі аминқышқылдық өзгерістерді анықтады. Бұл гибридті және ата-бабалық ферменттер ерекше белсенділік көрсетіп қана қоймай, зертханалық жағдайда өндіруге де қолайлы болды.

Жалпы, бұл зерттеу каннабиноид синтезінің шығу тегі мен молекулалық механизмдерін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ, селекция, биотехнология және жаңа дәрілік каннабис өнімдерін жасау саласында жаңа мүмкіндіктер ашады.