THC, CBD en CBC behoren tot de bekendste stoffen in cannabis, maar hoe ontstaan ze eigenlijk? Onderzoekers van Wageningen University & Research hebben voor het eerst laten zien hoe cannabis het voor elkaar kreeg om deze cannabinoïden aan te maken.
In de studie, gepubliceerd in het Plant Biotechnology Journal, reconstrueerden ze enzymen die miljoenen jaren geleden actief waren in de voorouders van de moderne cannabisplant. Deze enzymen spelen in moderne cannabisplanten een sleutelrol bij de aanmaak van cannabinoïden, de werkzame stoffen met onder meer medicinale toepassingen.
Van allround naar gespecialiseerde enzymen
In moderne cannabisplanten produceren gespecialiseerde enzymen elk hun eigen werkzame stof, THC, CBD of CBC. De Wageningse onderzoekers laten echter zien dat dit niet altijd zo is geweest. De gemeenschappelijke voorouder van deze enzymen kon meerdere cannabinoïden tegelijk aanmaken. Pas na een genverdubbeling in de evolutie van cannabis specialiseerden de enzymen zich in de productie van afzonderlijke stoffen.
De onderzoekers maakten gebruik van ‘ancestral sequence reconstruction’, een techniek waarmee op basis van het DNA van moderne planten kan worden berekend hoe enzymen er miljoenen jaren geleden uitzagen. Deze ‘oer-enzymen’ maakten zij vervolgens in het lab na en testten zij. Daarmee leverde het onderzoek het eerste experimentele bewijs dat de biosynthese van cannabinoïden zoals THC is ontstaan in een relatief recente voorouder van cannabis en zich daarna stap voor stap heeft verfijnd.
Fundamentele kennis en nieuwe mogelijkheden
De studie laat zien hoe fundamenteel onderzoek naar plant-DNA niet alleen ons begrip van evolutie verdiept, maar ook de weg opent naar innovatieve toepassingen. De gereconstrueerde ‘voorouderlijke’ enzymen blijken namelijk eenvoudiger te produceren in micro-organismen, zoals gistcellen, dan hun moderne tegenhangers. Dat is relevant, omdat cannabinoïden steeds vaker biotechnologisch worden geproduceerd.
“Wat ooit evolutionair ‘onaf’ was, blijkt nu juist heel bruikbaar. Deze voorouderlijke enzymen zijn namelijk robuuster en flexibeler dan hun nazaten en dat maakt ze erg aantrekkelijk als startpunt voor nieuwe toepassingen in de biotechnologie en farmacie,” zegt onderzoeker Robin van Velzen. Zo wijst hij op een van de gereconstrueerde ‘evolutionaire tussenstappen’: een enzym dat zich al sterk had gespecialiseerd en vrijwel uitsluitend CBC produceert, een cannabinoïde met ontstekingsremmende en pijnstillende eigenschappen.
“Er bestaat momenteel nog geen cannabisplant met een hoog CBC-gehalte”, vertelt Van Velzen. “Dus het inbrengen van dit enzym in een cannabisplant zou kunnen leiden tot innovatieve medicinale planten.”
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Grootste onderzoek ooit naar de invloed van cannabis op de hersenen komt tot zorgwekkende conclusie en Cannabis tegen de pijn: werkt het echt of valt het tegen?. Of lees dit artikel: Medicinale wiet werkt niet: placebo-effect versterkt door positieve media-aandacht.
