Lange tijd gingen we ervan uit dat cannabis altijd een plant was die THC kon produceren. Een bijna ‘natuurlijke’ eigenschap, alsof het vanaf het begin in zijn DNA zat geschreven. Tegenwoordig weten we dat dit niet het geval was. Nieuw wetenschappelijk onderzoek toont aan dat de chemie van cannabis het resultaat is van een langzame reis, bestaande uit opeenvolgende pogingen, aanpassingen en aanpassingen. Een proces dat allesbehalve lineair is en dat veel vertelt over hoe evolutie werkt.
De studie, gepubliceerd in Tijdschrift voor plantenbiotechnologiereconstrueert voor het eerst op experimentele wijze hoe cannabis de bekendste cannabinoïden, zoals THC, CBD en CBC, heeft leren produceren. En dat gebeurt door zeer oude enzymen weer tot leven te wekken, die miljoenen jaren geleden dateren, toen de plant nog niet had ‘beslist’ welk chemisch pad hij zou volgen.
Bij de hedendaagse cannabisplanten verloopt de productie van cannabinoïden behoorlijk ordelijk. Elk enzym heeft zijn eigen taak en werkt op één molecuul. De ene leidt tot de vorming van THC, de andere tot CBD en weer een andere tot CBC. Het is een nauwkeurig, efficiënt, bijna industrieel systeem.
Maar in het begin was dat helemaal niet zo. De onderzoekers ontdekten dat het eerste enzym dat typisch is voor cannabis niet gespecialiseerd was. Het was, om zo te zeggen, een “onbeslist” enzym. Uitgaande van hetzelfde basismolecuul, CBGA, slaagde het erin om meerdere verschillende cannabinoïden tegelijkertijd te produceren. Een soort chemisch mengsel, lichtjaren verwijderd van de precisie die we vandaag de dag zien.
Pas met het verstrijken van de tijd, dankzij herhaalde kopieën van hetzelfde gen en kleine mutaties, begonnen deze enzymen zich te specialiseren. Sommigen hebben de voorkeur gegeven aan de THC-route, anderen aan die van CBD. Dit is hoe cannabis stap voor stap zijn chemische identiteit opbouwde.
Enzymen worden weer tot leven gewekt om het verhaal van het verleden van de plant te vertellen
Om tot deze conclusies te komen, gebruikten wetenschappers een fascinerende techniek: de reconstructie van voorouderlijke sequenties. In de praktijk vergeleken ze de genen van cannabis met die van verwante planten, zoals hop, om zo de vorm te traceren die de enzymen miljoenen jaren geleden moeten hebben gehad.
Eenmaal gereconstrueerd werden deze ‘oude’ enzymen in het laboratorium gesynthetiseerd en in gist ingebracht. Zo konden de onderzoekers direct observeren hoe ze werkten. Het resultaat was duidelijk: vóór cannabis was geen enkel enzym in staat CBGA te transformeren. Met de verschijning van het eerste plantspecifieke enzym begon de productie van cannabinoïden echter, zij het op een verwarrende en niet-selectieve manier. Het is een typische evolutiedynamiek. Eerst experimenteer je, daarna verfijn je. De natuur gaat voort met vallen en opstaan, niet met perfecte plannen.
Dupliceer genen om nieuwe chemie te bedenken
Een sleutelelement van dit verhaal is genduplicatie. Wanneer een gen zichzelf kopieert, blijft de ene versie zijn werk doen, terwijl de andere vrij kan veranderen. Soms gebeurt er niets interessants. Andere keren ontstaan er nieuwe functies.
Cannabis lijkt precies dit mechanisme te hebben uitgebuit. Uit één voorouderlijk enzym werden steeds meer gespecialiseerde enzymen geboren, elk gericht op een specifieke cannabinoïde. Dit zet ook vraagtekens bij het wijdverbreide idee dat CBD-achtige verbindingen vóór de psychoactieve stoffen verschenen. In werkelijkheid waren de voorlopers van THC al in de beginfase aanwezig, ook al waren ze nog niet “geoptimaliseerd”.
Voor de plant was THC uiteraard niet bedoeld om iemand high te maken. Het is veel waarschijnlijker dat deze verbindingen een rol speelden bij de verdediging, stressreactie of bescherming tegen micro-organismen. Het hebben van gevarieerde chemie is vaak een voordeel, vooral in onvoorspelbare omgevingen.
Er is echter een detail dat dit onderzoek ook buiten de laboratoria bijzonder interessant maakt. Voorouderlijke enzymen bleken, wanneer ze werden getest, robuuster en gemakkelijker te gebruiken dan moderne. Ze werken beter, zijn minder ‘delicaat’ en passen zich flexibeler aan.
Dit is een cruciaal aspect voor de productie van medische cannabinoïden. Het kweken van cannabis vereist tijd, ruimte en gecontroleerde omstandigheden, terwijl productie met behulp van micro-organismen meer stabiliteit en minder impact belooft. In deze context kunnen oude enzymen waardevolle hulpmiddelen worden.
Het geval van CBC en de cannabinoïden waar we nog steeds weinig van weten
Van de geanalyseerde cannabinoïden valt er één meer op dan de andere: CBC. Het is onderzocht vanwege de mogelijke ontstekingsremmende en pijnstillende effecten en is in de meeste cannabisplanten slechts in minimale hoeveelheden aanwezig. Volgens de onderzoekers is deze zeldzaamheid een direct gevolg van enzymatische specialisatie, die andere chemische routes bevoordeelde.
In het laboratorium is het echter mogelijk geweest om tussenversies te creëren van de enzymen die veel efficiënter CBC kunnen produceren. Dit opent de weg naar zowel nieuwe cannabisvariëteiten als alternatieve productiesystemen, gebaseerd op micro-organismen, met potentiële toepassingen op medisch gebied.
Wat leert deze ontdekking ons
Er bestaan nog steeds enkele grijze gebieden, die verband houden met het gebrek aan volledige genetische gegevens over planten die op cannabis lijken. Het is niet mogelijk om met absolute zekerheid vast te stellen wanneer precies de productie van de eerste cannabinoïden begon. Maar één ding is duidelijk: de evolutie van cannabis is niet langer slechts een theorie.
THC, dat nu centraal staat in culturele, sociale en wetenschappelijke debatten, is het resultaat van miljoenen jaren van vallen, opstaan en aanpassen. En misschien kunnen we, door naar dat onvolmaakte verleden te kijken, de meest interessante oplossingen voor de toekomst vinden.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
