Как древние вирусы создали коноплю?

Первая в мире карта хромосом конопли показывает эволюционное прошлое растения и указывает на его медицинское будущее.

Исследователи Университета Торонто обнаружили, что THC и CBD, биологически активные вещества, произведенные коноплей и востребованные медицинскими пациентами и теми, кто пользуется ими в увеселительных целях, возникли из-за древней колонизации генома растения вирусами.

Обнаружение является лишь одним из результатов, выявленных долгожданной картой генома конопли, в которой подробно описывается расположение генов на хромосомах, опубликованное недавно в журнале Genome Research. Среди других открытий - обнаружение гена, ответственного за производство каннабихромена или CBC, менее известного каннабиноида.

«Карта хромосом является важным основополагающим ресурсом для дальнейших исследований, которые, несмотря на широко распространенное использование конопли, отставали от других культур из-за ограничительного законодательства, - говорит Тим ​​Хьюз, профессор Центра исследований клеточных и биомолекулярных исследований Доннелли и участник исследования. Хьюз также является профессором кафедры молекулярной генетики и старшим научным сотрудником Канадского института содействия исследованиям.

Исследователи ожидают, что карта ускорит возможности по разведению, чтобы создать новые штаммы с желаемыми лечебными свойствами, а также сорта, которые можно выращивать более стабильно или с повышенной устойчивостью к болезням и вредителям.

Исследование было трехсторонним сотрудничеством команд Тима Хьюза, Джонатана Пейджа из Университета Британской Колумбии и Харма ван Бакеля из Медицинской школы Икана в горах Синай в Нью-Йорке.

Хьюз, Пейдж и ван Бакель впервые собрались вместе в 2011 году, когда они выпустили первый проект генома конопли, который был слишком фрагментирован, чтобы выявить положение генов на хромосомах.

Новая карта показывает, как конопля и марихуана, которые принадлежат к одному и тому же виду Cannabis sativa, развиваются как отдельные штаммы с различными химическими свойствами. Растения конопли, выращенные для употребления наркотиков («марихуана»), изобилуют психоактивным тетрагидроканнабинолом или THC, тогда как конопля производит каннабидиол или CBD, популярный в последнее время из-за своего лекарственного потенциала. Некоторые люди используют CBD для облегчения боли, а также CBD тестируется при лечении эпилепсии, шизофрении и болезни Альцгеймера.

Ферменты, продуцирующие THC и CBD, кодируются генами THCA и CBDA-синтазы, соответственно. Оба обнаружены на шестой хромосоме из десяти хромосом, в которые упакован геном конопли. Там, энзимные гены окружены обширными областями искаженной ДНК, которая поступает из вирусов, которые колонизировали геном миллионы лет назад. Эта вирусная ДНК или ретроэлементы, как известно, сделали копии сами по себе, которые распространяются по геному, перепрыгивая на другие области в ДНК клетки-хозяина.

Фото: notablelife.com