Rudolf Cole
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Tut mir leid, dass ich es dir brechen muss, aber du kannst nicht hoch von Hanf kommen. Die Pflanze, die für die Seilarmbänder verantwortlich ist, die Kinder im Sommercamp herstellen, produziert nur Spuren der hochinduzierenden Verbindung THC oder Tetrahydrocannabinol. In der Tat sind diese Spuren von THC einige der Hauptmerkmale, die Hanf von seinem Cannabis-Verwandten Marihuana unterscheiden.
Trotzdem ist es nicht alles schlecht für Hanf: Die Pflanze produziert eine andere lukrative Verbindung namens CBD oder Cannabidiol. Dieses nichtpsychoaktive Molekül ist der Hauptbestandteil des ersten von der Food and Drug Administration zugelassenen Arzneimittels auf Cannabisbasis. Das Medikament namens Epidiolex wird zur Behandlung seltener Formen der Epilepsie bei Kindern angewendet.
Darüber hinaus haben weit verbreitete Überzeugungen über die anderen potenziellen Vorteile von CBD dazu beigetragen, einen 202-Millionen-Dollar-Markt für Hanföl aufzubauen, das das Molekül enthält. [25 seltsame Fakten über Marihuana]
Aber wie sind wir überhaupt zu diesen beiden Molekülen gekommen??
Ein Team von Genetikern, Biologen und Botanikern hat sich zusammengetan, um dies herauszufinden. Gemeinsam analysierten sie die Genome eines Hanf- und eines Marihuana-Stammes und veröffentlichten die Ergebnisse am Montag (26. November) in der Zeitschrift Genome Research.
Dies ist nicht das erste Mal, dass einige Mitglieder dieses Forschungsteams versucht haben, die Genome der beiden Pflanzen zu kartieren. Sie haben dies bereits 2011 versucht, sagte der Co-Studienautor Harm van Bakel, ein Genetiker an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York. (Van Bakel hat jedoch keine Verbindungen zu Cannabisunternehmen, einige seiner Mitautoren jedoch.) Damals stellte das Team fest, dass die Genome der Pflanzen voller kleiner DNA-Stücke waren, die sich in mehreren Regionen Rücken an Rücken wiederholten des genetischen Codes.
Diese wiederholten Brocken verhalten sich nicht wie Pflanzen-DNA. Stattdessen verhalten sie sich wie Viren, indem sie sich im gesamten Genom replizieren und einfügen können, sagte van Bakel. Dieses virusähnliche Verhalten deutet darauf hin, dass diese Segmente ursprünglich von Viren abstammen, die die Pflanzen einst infizierten. Darüber hinaus sind diese sich wiederholenden Segmente für die Gesamtlänge vieler pflanzlicher und tierischer Genome verantwortlich. Bei Hanf und Marihuana machten die Segmente 73 Prozent der DNA aus.
Neue und verbesserte Technologie
Das Analysetool, das das Team 2011 verwendete, schnitt das Genom in zu kleine Teile, was die Ausrichtung der Segmente schwierig machte - viele der Teile begannen und endeten mit identischen Wiederholungssegmenten.
Diesmal verwendete die Forschungsgruppe eine Analysemethode, mit der größere Genomstücke kartiert wurden. "Das war genug, um eine viel zusammenhängendere und weniger fragmentierte Version des Genoms zu rekonstruieren", sagte van Bakel. Die Wissenschaftler kreuzten den Hanf auch mit dem Marihuana, da das Genom des Hybriden eine vollständigere Karte der Chromosomen der Eltern bildete. [10 erstaunliche Dinge, die Wissenschaftler gerade mit CRISPR getan haben]
Diese genetischen Karten zeigten, dass sich die THC- und CBD-Gene an leicht unterschiedlichen Stellen auf den beiden Genomen befinden, dass diese Gene jedoch einen genetischen Vorfahren haben - ein Gen, das irgendwann in der Vergangenheit zwei neue Versionen, THC und CBD, duplizierte und zuließ sich entwickeln. Die Forscher fanden auch heraus, dass die replizierenden Segmente, die sich wie Viren verhalten (und wahrscheinlich schon vor langer Zeit Viren waren), in und um die THC- und CBD-Gene landeten und dazu beitrugen, das Duplikationsereignis zu schaffen, das es den Genen ermöglichte, sich zu dem zu entwickeln, was wir heute haben. Und Überraschung: Das Team fand ein drittes, ähnliches Gen, das für ein Molekül namens CBC kodiert, oderCannabichromen, das auch in Hanf und Marihuana vorkommt.
Dennoch sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, wann diese Unterschiede in den THC- und CBD-Genen aufgetreten sind und wie das Ahnengen aussah, sagte van Bakel. Diese Studien werden alle anderen verfügbaren Hanf- und Marihuanasorten einschließen, da beide ständig gezüchtet werden, um bestimmte Mengen an THC und CBD zu produzieren. Mit einem besseren Verständnis, wie wir diese beiden nützlichen Gene erhalten haben, können Landwirte möglicherweise den zeitaufwändigen Züchtungsprozess überspringen und stattdessen Pflanzensorten, von denen sie wissen, dass sie die gewünschten Verbindungen herstellen. Zum Beispiel dämpft CBC einige THC-Effekte, daher ist es wichtig, das richtige Verhältnis der beiden Moleküle zu finden, sagte van Bakel.
Für die meisten anderen US-Kulturen existieren Genomkarten, entweder als Entwurf oder als etwas Detailliertes, bemerkte van Bakel. "Cannabis ist in der Mitte dieser Packung, noch mehr gegen Ende", sagte er. Van Bakel plant zusammen mit seinen Kollegen und anderen Genetikern, weiterzumachen - und mit der Geschwindigkeit, mit der die THC- und CBD-Industrie wächst, haben diese Wissenschaftler Nachholbedarf.
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Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde am 29. November aktualisiert, um die Zugehörigkeit von Harm van Bakel (er ist nicht mehr an der Universität von Toronto) zu korrigieren und einige Punkte darüber zu klären, wie die virusähnlichen Segmente dazu beitragen, dass sich das Gen der Pflanze zu dem entwickelt, was wir heute haben.
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