اغلق
علوم

تنتج الخلايا الفائقة المستقطبة مستقلبات متخصصة في ثلاثي القنب

يحدد الباحثون الآليات عالية الكفاءة التي تستخدمها خلايا القنب لصنع شبائه القنب

لأول مرة ، حدد علماء الأحياء "الحيل" عالية الإنتاجية التي تستخدمها خلايا القنب لصنع شبائه القنب (THC / CBD). على الرغم من أن العديد من شركات التكنولوجيا الحيوية تحاول حاليًا جعل THC / CBD خارج النبات ، في الخميرة أو مزارع الخلايا ، لا يزال من غير الواضح كيف يقوم النبات بهذا بشكل طبيعي.

لعدة قرون ، كان البشر يزرعون القنب للخصائص الدوائية التي تنتج عن استهلاك نواتج الأيض المتخصصة ، وخاصة القنب والتيربينويد. اليوم ، يعتبر الحشيش صناعة بمليارات الدولارات يعتمد وجودها على النشاط البيولوجي لمجموعات الخلايا الدقيقة ، المسماة trichomes الغدية ، الموجودة بشكل أساسي على الأزهار.

تغير أشكال trichomes القنب الغدية التشكل ومحتوى الأيض أثناء نضج الزهرة

القنب سامة لخلايا القنب ، وليس من المعروف كيف خلايا القنب يمكن أن تنتج trichomes وتفرز كميات هائلة المستقلبات المحبة للدهون. لمعالجة هذه الفجوة المعرفية ، قمنا بدراسة trichomes القنب الغدية باستخدام التجميد السريع للغاية ، والفحص المجهري الإلكتروني الكمي ، ووضع العلامات الذهبية على إنزيمات مسار القنب.

توضح الدراسة أن خلايا القنب النشطة الأيضية تشكل "خلية خارقة" ، مع جسور هيولي واسعة النطاق عبر جدران الخلايا و التوزيع القطبي العضيات المتاخمة للسطح القمي حيث تفرز المستقلبات. يتم دعم الدور الأيضي المتوقع للبلاستيدات غير الضوئية بواسطة شبكات غشاء غير عادية في البلاستيدات وموقع بداية مسار القنب / التربين في سدى البلاستيد. تربط مواقع التلامس الغشائية الوفيرة النوى شبه البلورية للبلاستيدات بغلاف البلاستيد ، والبلاستيدات بالشبكة الإندوبلازمية (ER) ، و ER بغشاء البلازما.

تم تحديد الخطوة الأخيرة في التخليق الحيوي للقنب ، المحفز بواسطة سينثيز حمض رباعي هيدروكانابينوليك (THCAS) ، في جدار سطح الخلية ، مقابل تجويف التخزين خارج الخلية. نقترح نموذجًا جديدًا لكيفية قدرة خلايا القنب على الحفاظ على إنتاج الأيض بكميات كبيرة ، مع التركيز على الدور الرئيسي لمواقع التلامس الغشائي والتخليق الحيوي خارج الخلية لـ THCA. قد يُفيد هذا النموذج الجديد في مناهج البيولوجيا التركيبية لإنتاج القنب في مزارع الخميرة أو الخلايا.

"إنه يساعدنا حقًا في فهم كيف يمكن لخلايا الحشيش الثلاثية أن تنتج كميات هائلة من رباعي هيدروكانابينول (THC) والتربينات - وهي مركبات سامة للخلايا النباتية بكميات كبيرة - دون أن تسمم نفسها. قال الدكتور سام ليفينجستون ، عالم النبات في جامعة بريطانيا" كولومبيا ، الذي قاد البحث.

لعقود من الزمان ، كان البشر يزرعون الحشيش للخصائص الدوائية التي تنتج عن استهلاك نواتج الأيض المتخصصة ، وخاصة CBD و terpenoids. اليوم ، يعتمد إنتاج سوق القنب العالمي البالغ قيمته 20 مليار دولار بشكل كبير على النشاط البيولوجي لمجموعات صغيرة من الخلايا ، تسمى trichomes الغدية ، والتي توجد أساسًا في أزهار النبات.

للقراءة :  دراسة أمراض القلب الاستهلاكية

الدراسة المنشورة في علم الأحياء الحالي، يكشف عن البيئات الدقيقة التي يتم فيها إنتاج THC ونقله في ثلاثي القنب ، ويلقي الضوء على عدة نقاط حرجة في مسار تصنيع THC أو CBD داخل الخلية.

استخدم الدكتور ليفينغستون والمؤلف المشارك الدكتور لاسي صامويلز التجميد السريع لثلاثيات القنب الغدية لشل حركة الهياكل الخلوية النباتية والأيضات في الموقع. وهكذا كانوا قادرين على دراسة الترايخومات الغدية للقنب باستخدام المجاهر الإلكترونية التي كشفت عن التركيب الخلوي في المقياس النانوي ، مما يدل على أن الخلايا النشطة الأيضية للقنب تشكل "خلية خارقة" تعمل كمصنع حيوي استقلابي صغير.

حتى الآن ، ركزت مناهج البيولوجيا التركيبية على تحسين الإنزيمات المسؤولة عن صنع THC / CBD - مثل بناء مصنع به أكثر الآلات كفاءة لصنع أكبر عدد ممكن من المنتجات. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب لم تطور طريقة فعالة لنقل المواد الوسيطة من إنزيم إلى آخر ، أو من داخل الخلية إلى خارج الخلية حيث يمكن جمع المنتجات النهائية. يساعد هذا البحث في تحديد "طرق الشحن" الخلوية التي يستخدمها القنب لإنشاء خط أنابيب فعال من المواد الخام إلى المنتجات النهائية دون تراكم السموم أو النفايات.

للقراءة :  استهلاك الكحول المرتبطة THC يزيد من ارتفاع كبير

يقول الدكتور صامويلز ، عالم بيولوجيا الخلايا النباتية في جامعة كولومبيا البريطانية: "على مدار أكثر من 40 عامًا ، كان كل ما كنا نفكر فيه بشأن خلايا القنب غير دقيق لأنه كان قائمًا على الفحص المجهري الإلكتروني". يحدد هذا العمل كيف تصنع خلايا القنب منتجاتها. هذا تحول نموذجي بعد سنوات عديدة ، ينتج رؤية جديدة لإنتاج القنب. كان هذا العمل صعبًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الحظر القانوني وأيضًا بسبب عدم نشر أي بروتوكول للتحول الجيني للقنب. »

اليوم نعرف أن:

  • تشكل الخلايا الغدية مخلويًا مستقطبًا أثناء إنتاج وإفراز THCA.
  • يتم ترجمة GPPS في البلاستيدات التي تحتوي على اندماج غشاء واضح.
  • يتم ترجمة THCAS حصريًا على السطح خارج الخلية من trichomes.
  • إن التلامس الغشائي بين البلاستيدات و ER و PM هو أصل نمط حركة المرور الجديد.

قد يسترشد هذا النموذج الجديد بمقاربات البيولوجيا التركيبية لإنتاج القنب في الخميرة ، والتي تستخدم بشكل شائع في التكنولوجيا الحيوية. بدون هذه "الاختراقات" ، لن يتمكنوا أبدًا من تحقيق إنتاج فعال.


العلامات: وراثيبحثاصطناعيتربينشعري الشكل
weedmaster

المؤلف weedmaster

مذيع إعلامي ومدير اتصالات متخصص في الحشيش القانوني. هل تعلم ماذا يقولون؟ المعرفة قوة. افهم العلم وراء طب القنب ، مع مواكبة أحدث الأبحاث والعلاجات والمنتجات المتعلقة بالصحة. ابق على اطلاع على آخر الأخبار والأفكار حول التشريع والقوانين والحركات السياسية. اعثر على النصائح والحيل والأدلة الإرشادية من أكثر المزارعين خبرة على هذا الكوكب بالإضافة إلى أحدث الأبحاث والنتائج من المجتمع العلمي حول الصفات الطبية للقنب.