Ученые раскрыли происхождение ТГК, КБД и КБК в конопле

Откуда берутся известные соединения конопли — ТГК, КБД и КБК? Исследователи из Вагенингенского университета впервые экспериментально продемонстрировали, как конопля приобрела способность производить эти каннабиноиды. В процессе они также разработали ферменты, которые обещают быть полезными для биотехнологического производства каннабиноидов в медицинских целях.

Автор: CC0 Public Domain

В исследовании, опубликованном онлайн 26 декабря в журнале Plant Biotechnology Journal, ученые реконструировали вымершие ферменты, которые были активны миллионы лет назад у предков растения конопли. В конопле ферменты играют ключевую роль в производстве каннабиноидов — биологически активных соединений, обладающих, среди прочего, медицинским потенциалом.

От универсалов к специалистам

В современных растениях конопли различные биологически активные соединения ТГК, КБД и КБК производятся специфическими, специализированными ферментами. Исследователи из Вагенингена показывают, что так было не всегда. Общий предок этих ферментов мог производить несколько каннабиноидов одновременно. Только после дупликации генов в ходе эволюции конопли появились ферменты, специализирующиеся на производстве конкретных соединений.

Ученые использовали технику, известную как реконструкция предковых последовательностей. Основываясь на ДНК современных растений, этот метод позволяет предположить, как выглядели ферменты миллионы лет назад. Эти «предковые ферменты» затем были «воскрешены» в лаборатории и протестированы экспериментально. Исследование предоставляет первые экспериментальные доказательства того, что биосинтез каннабиноидов, таких как ТГК, зародился у относительно недавнего предка конопли и впоследствии становился все более совершенным.

Фундаментальное понимание и новые возможности

Исследование показывает, как фундаментальные исследования ДНК растений могут углубить наше понимание эволюции, одновременно открывая возможности для инновационных приложений. Реконструированные предковые ферменты оказалось легче производить в микроорганизмах, таких как дрожжевые клетки, чем их современные аналоги. Это важно, поскольку каннабиноиды все чаще производятся с использованием биотехнологических подходов.

«То, что когда-то казалось эволюционно «незавершенным», оказывается чрезвычайно полезным, — говорит исследователь WUR Робин ван Велзен, проводивший исследование вместе со своей коллегой Клоэ Виллар. — Эти предковые ферменты более надежны и гибки, чем их потомки, что делает их очень привлекательной отправной точкой для новых приложений в биотехнологии и фармацевтических исследованиях».

В качестве примера Ван Велзен указывает на один из реконструированных «эволюционных промежуточных продуктов», который очень специфично производит КБК — каннабиноид, известный своими противовоспалительными и обезболивающими свойствами.

«В настоящее время не существует растения конопли с естественно высоким содержанием КБК. Внедрение этого фермента в растение конопли могло бы привести к созданию инновационных лекарственных сортов», — говорит Ван Велзен.

Больше информации: Cloé Villard et al, Resurrected Ancestral Cannabis Enzymes Unveil the Origin and Functional Evolution of Cannabinoid Synthases, Plant Biotechnology Journal (2025). DOI: 10.1111/pbi.70475

Источник: Wageningen University

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как изучение прошлого может открыть двери в будущее. «Воскрешение» древних ферментов не только проливает свет на эволюцию растений, но и предлагает практические инструменты для создания более эффективных и специализированных лекарственных средств на основе каннабиноидов, что особенно актуально в 2026 году, когда медицинское применение этих веществ продолжает расширяться.