Yurii Mongol
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Mi dispiace dirtelo, ma non puoi sballarti con la canapa. La pianta responsabile dei braccialetti di corda che i bambini fanno al campo estivo produce solo tracce del composto ad alta induzione, THC o tetraidrocannabinolo. In effetti, queste tracce di THC sono alcune delle caratteristiche principali che distinguono la canapa dalla sua parente della cannabis, la marijuana.
Tuttavia, non è del tutto negativo per la canapa: la pianta produce un altro composto redditizio chiamato CBD, o cannabidiolo. Questa molecola non psicoattiva è l'ingrediente chiave del primo farmaco a base di cannabis approvato dalla Food and Drug Administration. Chiamato Epidiolex, il farmaco è usato per trattare forme rare di epilessia nei bambini.
Inoltre, le convinzioni diffuse sugli altri potenziali benefici del CBD hanno contribuito a creare un mercato da 202 milioni di dollari per l'olio di canapa contenente la molecola. [25 curiosità sulla marijuana]
Ma come siamo finiti con queste due molecole in primo luogo?
Un team di genetisti, biologi e botanici si è unito per scoprirlo. Insieme, hanno analizzato i genomi di un ceppo di canapa e uno di marijuana, pubblicando i risultati lunedì (26 novembre) sulla rivista Genome Research.
Non è la prima volta che alcuni membri di questo gruppo di ricerca tentano di mappare i genomi delle due piante. In precedenza avevano tentato di farlo nel 2011, ha detto il co-autore dello studio Harm van Bakel, genetista presso la Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York. (Van Bakel non ha legami con nessuna società di cannabis, tuttavia, alcuni dei suoi coautori sì.) Allora, il team ha scoperto che i genomi delle piante erano pieni di piccoli pezzi di DNA che si ripetevano schiena contro schiena in diverse regioni del codice genetico.
Questi pezzi ripetuti non si comportano come il DNA vegetale; invece, si comportano come virus, in quanto possono replicarsi e inserirsi in tutto il genoma, ha detto van Bakel. Questo comportamento simile a un virus suggerisce che questi segmenti potrebbero discendere originariamente da virus che una volta infettavano le piante. Inoltre, questi segmenti ripetuti sono responsabili della lunghezza complessiva di molti genomi vegetali e animali. Nella canapa e nella marijuana, ha osservato, i segmenti costituiscono il 73% del DNA.
Tecnologia nuova e migliorata
Ma lo strumento di analisi utilizzato dal team nel 2011 ha tagliato il genoma in pezzi troppo piccoli, rendendo difficile l'allineamento dei segmenti: molti dei pezzi iniziavano e finivano con segmenti ripetuti identici.
Questa volta, il gruppo di ricerca ha utilizzato un metodo di analisi che ha mappato porzioni più grandi di genoma. "Questo è stato sufficiente per ricostruire una versione molto più contigua e meno frammentata del genoma", ha detto van Bakel. Gli scienziati hanno anche incrociato la canapa con la marijuana, perché il genoma dell'ibrido formava una mappa più completa dei cromosomi dei genitori. [10 cose incredibili che gli scienziati hanno appena fatto con CRISPR]
Queste mappe genetiche hanno mostrato che i geni THC e CBD si trovano in punti leggermente diversi sui due genomi ma che quei geni condividono un antenato genetico - un gene che, qualche volta in passato, ha duplicato e ha permesso a due nuove versioni, THC e CBD, di sviluppare. I ricercatori hanno anche scoperto che i segmenti replicanti che si comportano come virus (e probabilmente erano virus, molto tempo fa) sono finiti dentro e intorno ai geni THC e CBD e hanno contribuito a creare l'evento di duplicazione che ha permesso ai geni di evolversi in ciò che abbiamo oggi. E, sorpresa: il team ha trovato un terzo gene simile che codifica per una molecola chiamata CBC, ocannabicromene, che compare anche nella canapa e nella marijuana.
Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per individuare quando si sono verificate queste divergenze nei geni THC e CBD e come appariva il gene ancestrale, ha detto van Bakel. Questi studi includeranno tutte le altre varietà di canapa e marijuana disponibili, perché entrambe vengono costantemente allevate per produrre livelli specifici di THC e CBD. Con una migliore comprensione di come abbiamo ottenuto questi due geni benefici, gli agricoltori potrebbero essere in grado di saltare il processo di allevamento che richiede tempo e invece le varietà vegetali che sanno creeranno i composti che desiderano. Ad esempio, il CBC attenua alcuni effetti del THC, quindi è importante inchiodare il giusto rapporto tra le due molecole, ha detto van Bakel.
Per la maggior parte delle altre colture statunitensi, esistono mappe del genoma, sia come bozza che come qualcosa di dettagliato, ha osservato van Bakel. "La cannabis è nel mezzo di quel pacchetto, ancora di più verso la fine", ha detto. Van Bakel, insieme ai suoi colleghi e altri genetisti, ha intenzione di andare avanti e con il tasso di crescita dell'industria del THC e del CBD, questi scienziati hanno un po 'di tempo da recuperare.
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Nota del redattore: questa storia è stata aggiornata il 29 novembre per correggere l'affiliazione di Harm van Bakel (non è più con l'Università di Toronto) e chiarire diversi punti su come i segmenti simili a virus aiutano il gene della pianta ad evolversi in quello che abbiamo oggi.
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