Hlavní strana Autorské články a zajímavosti ze světa biotechnologií Genom konopí odhaluje magii THC

Genom konopí odhaluje magii THC

Datum: 2.1.2012

Konopí je pradávnou domestikovanou rostlinou, zřejmě jednou z prvních, kterou už celé věky pěstujeme pro vlákna, olej, stravu, ale samozřejmě také pro léčení a potěšení. Například, nejstarší doklad využívání psychoaktivních účinků konopí pochází z 2700 let starého hrobu šamana v poušti Gobi, dnešní čínské Ujgurské autonomní oblasti Sin-ťiang, v němž se našlo větší než malé množství perfektně zachovalého konopí s obsahem psychoaktivního tetrahydrocannabinolu. Všestranná využitelnost konopí dráždí badatele mnoha různých specializací a není divu, že se dostala i do spárů molekulárních laboratoří. Vzhledem k relativně liberální atmosféře, která ohledně konopí panuje v Kanadě, se dalo očekávat, že se projekt čtení genomu konopí uskuteční právě tam. Šéfoval ho rostlinný biochemik Jon Page z University of Saskatchewan.

Kanadští badatelé přečetli genom klonálně množeného kultivaru konopí indického „Purple Kush" o délce 534 Mb a analyzovali jeho transkriptom, neboli soubor molekul RNA, pro zhruba 30 tisíc genů, sledovaných v šesti různých pletivech analyzovaných rostlin. Jde o jeden z nejlepších kultivarů konopí, pokud jde o obsah klíčové psychoaktivní látky THC, původem z Kalifornie, který je známý svými nafialovělými květenstvími. Podle znalců je rozpoznatelný díky intenzivnímu kouři s příchutí svěžích květů. Vzorky tohoto kultivaru poskytl autorizovaný pěstitel konopí pro lékařské účely z Vancouveru. Page a spol. pak ještě Purple Kush porovnávali s genomy kultivarů konopí setého „Finola" a „USO-31". První z nich zahrnuje krátké, dvoudomé a časně kvetoucí rostliny, vyšlechtěné ve Finsku k produkci oleje ze semen, zatímco druhý pochází z bývalého Sovětského svazu, kde byl vyšlechtěn jako vysoký jednodomý kultivar k produkci konopných vláken. Oba zmíněné kultivary přitom mají velmi nízký, až nezjistitelný obsah psychedelických kanabinoidů.

Pro různé kultivary konopí je charakteristická veliká proměnlivost v obsahu různých kanabinoidů. Mimo jiné je to i důsledek několika desetiletí intenzivního, ale zároveň poměrně skrytého šlechtění konopí pro rekreační a v posledních letech i pro medicínské účely. Srovnání genomů konopí „Purple Kush", „Finola" a „USO-31" ukázalo, že v psychoaktivním kultivaru „Purple Kush" jsou mnohem intenzivněji exprimovány některé geny kódující proteiny zúčastněné v biosyntéze kanabinoidů a jejich prekurzorů. Zároveň vyšlo najevo, že rozdílná magická aktivita těchto rostlin nespočívá v počtu kopií těchto genů, které jsou u analyzovaných kultivarů vcelku podobné. Pro psychedelickou sílu kultivaru „Purple Kush" je podle všeho klíčové, že vlastní gen pro THCA syntázu, který zodpovídá za výrobu THCA, čili kyseliny tetrahydrocannabinolové. Ta se posléze přemění na hlavní psychoaktivní kanabinoid THC (tetrahydrocannabinol). Kultivary „Finola" a „USO-31" gen pro THCA syntázu postrádají a namísto něho mají gen pro CBDA syntázu, jehož produkt vytváří farmaceuticky velmi zajímavou, ale nikoliv psychoaktivní kyselinu cannabidiolovou. Přesněji řečeno, i „Purple Kush" má v genomu sekvence genu CBDA syntázu, jsou to ale ve skutečnosti nefunkční pseudogeny.

Pokud jde o získaný transkriptom konopí „Purple Kush", tak se jednotlivá analyzovaná pletiva rostlin mezi sebou příliš neliší v expresi genů, jak je to ostatně u rostlin běžné. Právě v tomto ohledu se rostliny podstatně odlišují od živočichů, jejichž tkáně a orgány mívají různou funkci a tím pádem i unikátní charakter exprese genů.

Page a spol. se také přimlouvají za taxonomické oddělení linií konopí indického (Cannabis indica anglicky přezdívané marijuana) a konopí setého (Cannabis sativa, anglicky hemp), i když taxonomie rodu Cannabis zůstává i nadále mlhavá. To je prokletí kulturních rostlin, jejichž evoluce bývá velmi spletitá a právě proto je rostlinní taxonomové většinou nemají rádi, alespoň jako předmět bádání, což by ale právě v případě konopí mohlo změnit studium čerstvě přečteného genomu. Už teď jsou mnozí odborníci genomem konopí nadšeni. Konopí je sice už asi dvacátá rostlina, jejíž genom jsme přečetli, kupodivu je to ale mezi nimi úplně první medicínská rostlina. Zároveň je to rostlina s dost proměnlivým fenotypem, což se jistě také odráží v genomu. Asi se příliš nespleteme, když budeme právě v genomu konopí očekávat ještě spoustu zajímavých věcí.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka Ph.D., PřF JU, České Budějovice

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.