kapat
Bilim

Polarize süper hücre, esrar trikomlarında özel metabolitler üretir

Araştırmacılar, kannabinoidleri yapmak için kenevir hücreleri tarafından kullanılan yüksek verimli mekanizmaları tanımlıyor

Biyologlar ilk kez, kenevir hücrelerinin kannabinoidleri (THC/CBD) yapmak için kullandıkları yüksek verimli "hileleri" tanımladılar. Birçok biyoteknoloji şirketi şu anda THC/CBD'yi bitkinin dışında, maya veya hücre kültürlerinde yapmaya çalışsa da, bitkinin bunu doğal olarak nasıl yaptığı hala belirsizdir.

Yüzyıllar boyunca insanlar, başta kannabinoidler ve terpenoidler olmak üzere özel metabolitlerinin tüketiminden kaynaklanan farmakolojik özellikleri için esrar yetiştirmiştir. Bugün esrar, varlığı, öncelikle çiçeklerde bulunan glandüler trikom adı verilen küçük hücre kümelerinin biyolojik aktivitesine dayanan, milyarlarca dolarlık bir endüstridir.

Esrar glandüler trikomlar, çiçek olgunlaşması sırasında morfolojiyi ve metabolit içeriğini değiştirir

Kannabinoidler, kenevir hücreleri için toksiktir ve kenevir hücrelerinin nasıl olduğu bilinmemektedir. trikomlar büyük miktarlarda üretebilir ve salgılayabilir lipofilik metabolitler. Bu bilgi boşluğunu gidermek için, ultra hızlı kriyofiksasyon, nicel elektron mikroskobu ve kannabinoid yolu enzimlerinin altın etiketlemesini kullanarak kenevir glandüler trikomlarını inceledik.

Çalışma, metabolik olarak aktif Esrar hücrelerinin, hücre duvarları arasında geniş sitoplazmik köprüler ve bir "süper hücre" oluşturduğunu göstermektedir. kutupsal dağılım Metabolitlerin salgılandığı apikal yüzeye bitişik organellerin. Fotosentetik olmayan plastidlerin tahmin edilen metabolik rolü, plastidlerdeki olağandışı zar ağları ve plastid stromadaki kannabinoid/terpen yolunun başlangıcının yeri tarafından desteklenir. Bol membran temas bölgeleri, plastidlerin parakristalin çekirdeklerini plastid zarfa, plastidleri endoplazmik retikuluma (ER) ve ER'yi plazma zarına bağlar.

Tetrahidrokannabinolik asit sentaz (THCAS) tarafından katalize edilen kannabinoid biyosentezindeki son adım, hücre dışı depolama boşluğunun karşısında hücre yüzey duvarında lokalize edildi. Esrar hücrelerinin bol miktarda metabolit üretimini nasıl sürdürebildiğine dair yeni bir model öneriyoruz, membran temas bölgelerinin ve hücre dışı THCA biyosentezinin kilit rolünü vurguluyoruz. Bu yeni model, maya veya hücre kültürlerinde kannabinoid üretimi için sentetik biyoloji yaklaşımlarını bilgilendirebilir.

İngiliz Üniversitesi'nden botanikçi Dr. Sam Livingston, "Bu, kenevir trikom hücrelerinin, bitki hücreleri için büyük miktarlarda toksik olan bileşikler olan büyük miktarlarda tetrahidrokanabinol (THC) ve terpenleri - kendilerini zehirlemeden - nasıl üretebildiğini anlamamıza gerçekten yardımcı oluyor. Araştırmayı yöneten Columbia.

Onlarca yıldır insanlar, başta CBD ve terpenoidler olmak üzere özel metabolitlerinin tüketiminden kaynaklanan farmakolojik özellikleri için esrar yetiştirmiştir. Bugün, 20 milyar dolarlık küresel kenevir pazarının üretimi, ağırlıklı olarak bitkinin çiçeklerinde bulunan glandüler trikom adı verilen küçük hücre kümelerinin biyolojik aktivitesine dayanmaktadır.

okumak :  Kenevir endüstrisinde yükselen trendler

Yayınlanan çalışma, Current Biology, THC'nin esrar trikomlarında üretildiği ve taşındığı mikro ortamları ortaya koyuyor ve hücre içinde THC veya CBD üretim yolundaki birkaç kritik noktaya ışık tutuyor.

Dr. Livingston ve yardımcı yazar Dr. Lacey Samuels, bitki hücresel yapılarını ve metabolitlerini yerinde hareketsiz hale getirmek için kenevir glandüler trikomlarının hızlı dondurulmasını kullandı. Böylece, nano ölçekte hücresel yapıyı ortaya çıkaran elektron mikroskopları kullanarak esrarın glandüler trikomlarını inceleyebildiler ve esrarın metabolik olarak aktif hücrelerinin, küçük bir metabolik biyofabrika görevi gören bir "süper hücre" oluşturduğunu gösterdiler.

Şimdiye kadar, sentetik biyoloji yaklaşımları, mümkün olduğu kadar çok ürün yapmak için en verimli makinelere sahip bir fabrika inşa etmek gibi, THC/CBD yapmaktan sorumlu enzimleri optimize etmeye odaklandı. Ancak bu yaklaşımlar, ara maddeleri bir enzimden diğerine veya hücrenin içinden nihai ürünlerin toplanabileceği hücre dışına taşımak için etkili bir yol geliştirmemiştir. Bu araştırma, esrarın toksin veya atık biriktirmeden hammaddeden nihai ürünlere verimli bir boru hattı oluşturmak için kullandığı hücre altı "nakliye yollarını" tanımlamaya yardımcı olur.

okumak :  Esrardaki Linalool doğal bir uyku yardımı görevi görür

UBC'de bitki hücresi biyoloğu olan Dr. Samuels, "40 yılı aşkın bir süredir, esrar hücreleri hakkında düşündüğümüz her şey yanlıştı çünkü bu, tarihli elektron mikroskobuna dayanıyordu" diyor. "Bu çalışma, kenevir hücrelerinin ürünlerini nasıl ürettiğini tanımlar. Bu, yıllar sonra kannabinoid üretimine ilişkin yeni bir vizyon yaratan bir paradigma değişikliğidir. Bu çalışma, kısmen yasal yasak ve ayrıca hiçbir esrar genetik transformasyon protokolünün yayınlanmamış olması nedeniyle zor olmuştur. »

Bugün biliyoruz ki:

  • Glandüler hücreler, THCA'nın üretimi ve salgılanması sırasında polarize bir sinsityum oluşturur.
  • GPPS, göze çarpan membran füzyonları içeren plastidlerde lokalizedir.
  • THCAS, yalnızca trikomların hücre dışı yüzeyinde lokalizedir.
  • Plastidler, ER ve PM arasındaki membran temasları, yeni bir trafik modelinin kökenindedir.

Bu yeni model, biyoteknolojide yaygın olarak kullanılan mayadaki kannabinoid üretimi için sentetik biyoloji yaklaşımlarına bilgi verebilir. Bu "hack'ler" olmadan asla verimli üretime ulaşamayacaklar.


Etiketler: genetikaramasentetikterpenkıl
weedmaster

Yazar weedmaster

Yasal esrar konusunda uzmanlaşmış medya yayıncısı ve iletişim yöneticisi. Ne derler bilir misin? bilgi Güçtür. En son araştırmalar, tedaviler ve sağlıkla ilgili ürünlerle güncel kalırken kenevir ilacının arkasındaki bilimi anlayın. Yasallaştırma, yasalar, siyasi hareketler hakkındaki en son haberler ve fikirlerle güncel kalın. Gezegendeki en deneyimli yetiştiricilerden ipuçları, püf noktaları ve nasıl yapılır kılavuzlarının yanı sıra esrarın tıbbi nitelikleri hakkında bilimsel topluluktan en son araştırma ve bulguları bulun.