Варим каннабис с помощью модифицированных пивных дрожжей

• 1. Превращение пивных дрожжей в thc и cbd
• 2. Как им это удалось?
• 3. Есть ли другие способы получать каннабиноиды без растений?
• 4. Рынок напитков с каннабисом набирает обороты
• 5. Вывод

Использование марихуаны неуклонно растет по всему миру — это невозможно отрицать. По мере того как всё больше стран начинают принимать и легализовать использование этого священного растения, как для медицинских, так и для рекреационных целей, индустрия каннабиса уже давно находится на пути к процветанию. И это расширение индустрии открывает все больше дверей для исследований и открытий о растении и его возможном применении. Как эволюционирует человечество, технологии, культуры и цивилизации, так эволюционирует и марихуана. 

К примеру, привычные методы выращивания марихуаны — будь то outdoor или indoor — наверняка совсем не такие, как были когда-то давно. Изначально всё происходило естественным образом: растение использовало природные ресурсы и световые циклы. Потом появилось первое выращивание в помещениях, что полностью изменило весь процесс. 

Так вот, как изменились эти методы, так меняются и способы получения различных каннабиноидов, содержащихся в растениях каннабиса. Недавно учёные выяснили, что можно создавать каннабиноиды с помощью модифицированных пивных дрожжей, да-да, с помощью пива. Давайте узнаем все подробности об этом открытии. 

1. Превращение пивных дрожжей в THC и CBD

Возможно, вы задаётесь вопросом: как вообще можно получить THC и CBD без извлечения их из растения марихуаны? Мы тоже так думали. Всё это результат работы выдающихся учёных, которым удалось взломать этот процесс. ¹

Как описали исследователи в своей публикации, THC (тетрагидроканнабинол) и CBD (каннабидиол) можно получить, изменяя один из сахаров в дрожжах – галактозу, которая известна как Saccharomyces cerevisiae. Так как каннабиноиды в растениях каннабиса содержатся в ограниченном количестве, то этот процесс ферментации потенциально сделает производство THC и CBD более простым, дешевым и стабильным, чем традиционное выращивание растений. 

Это результат многих лет экспериментов и испытаний, прежде чем наконец удалось взломать эти бактерии. Ранее уже удавалось создать отдельные звенья производства каннабиноидов в дрожжах, однако полностью завершить этот процесс учёные смогли только недавно. ^{2 3}

2. Как им это удалось?

Те, кто смог добиться дешёвого и качественного производства THC (вещество, вызывающее “кайф”) и CBD (ассоциируется с медицинским применением) без необходимости выращивания растений каннабиса, — это профессор биохимической и молекулярной инженерии Джей Кислинг вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли. 

Эти гении выяснили, что добиться желаемого можно, модифицируя несколько генов S. cerevisiae и внедряя гены пяти различных видов бактерий, а также гены самого растения каннабиса.

“Процесс похож на варку пива: вы «кормите» дрожжи сахаром, и они производят нужный каннабиноид – вместо этанола, который обычно вырабатывают дрожжи.”

Звучит просто, не так ли? На самом деле всё не так просто. Для этого пришлось внести около 16 изменений в гены этих бактерий, чтобы преобразовать галактозу (тот самый сахар) в неактивные формы THC или CBD — THCA и CBDA. 

Затем, как и в случае с обычными THC и CBD, для их активации требуется нагрев — процесс, известный как декарбоксилирование. Результат? Около 8 миллиграммов THC на литр, и ещё меньше CBD. То есть, чтобы такие «пивные» каннабиноиды могли конкурировать по объёмам с растительными, урожайность нужно увеличить в сто раз при той же себестоимости. К тому же, если этот метод даст результат, это будет один из самых экологически чистых способов получения каннабиноидов. 

Но не всё так пессимистично для этих открытий. Например, учёные из компании Demetrix, основанной в 2015 году, уже смогли увеличить урожайность каннабиноидов за счёт модификации дрожжей и генов. Эта команда также научилась менять структуру пивных бактерий, чтобы получать разные виды жирных кислот и превращать их в такие каннабиноиды, которые редко встречаются в больших количествах в растениях каннабиса.

Если удастся полностью контролировать производство каннабиноидов, то их получение с помощью пивных дрожжей совершит революцию в применении марихуаны для медицинских целей, ещё сильнее расширив горизонты. Кроме того, такие вещества могут даже стать патентоспособными, ведь они созданы искусственно. Теперь этим открытием наверняка заинтересуются фармацевтические компании, среди которых пока мало кто занимался разработкой лекарств на основе компонентов марихуаны. 

3. Есть ли другие способы получать каннабиноиды без растений?

Короткий ответ — да. Например, канадская компания Trait Biosciences из Торонто проводит генетические эксперименты с каннабисом для производства водорастворимых каннабиноидов, специально предназначенных для сегмента напитков. 

Та же компания стремится изменить свои растения каннабиса так, чтобы каждая часть растения вырабатывала каннабиноиды, а не только смоляные железы (трихомы). 

“Всё, что можно сделать в дрожжах, можно сделать непосредственно в растении с куда большей урожайностью и чистотой продукта,” — говорит Ронан Леви, главный стратег Trait Biosciences.

Другой эксперт из Калифорнийского университета — биохимик Джеймс Боуи — также рассказал о другой альтернативе получения CBD из сахара. Не требуя никаких реакций внутри клетки, его команда смогла создать прекурсоры каннабиноидов THC и CBD в количествах, которые делают их коммерчески выгодными.⁴ Сейчас исследователи развивают этот способ через стартап Invizyne Technologies. 

4. Рынок напитков с каннабисом набирает обороты

В США индустрия каннабиса уже сейчас — это многомиллиардный бизнес, и она даже не вышла на полную мощность. Крупные корпорации, конечно, не могли упустить столь выгодную возможность.

Так, например, компания Constellation приобрела 9,9% акций одной из крупнейших канадских фирм по производству марихуаны — Canopy Growth. За сколько? За 141 миллион фунтов стерлингов (148 миллионов евро), когда фирма оценивалась в 1,3 миллиарда фунтов (1,3 миллиарда евро). Более того, Constellation планирует увеличить долю до 38%. ⁵

В свою очередь, Кока-Кола ведет переговоры с канадским производителем каннабиса Aurora для создания безалкогольных напитков с CBD. Тем временем Diageo из Великобритании уже работает с тремя канадскими производителями каннабиса, чтобы представить собственную линейку напитков на основе марихуаны. 

5. Вывод

Вопрос только во времени, когда эти великие умы, изучающие удивительное растение — марихуану, наконец укротят этого быка. И когда это случится, готовьтесь: индустрия каннабиса взорвётся, я хоть и не бизнес-аналитик, но поставил бы на это всё, что у меня есть. 

Так что готовьтесь и не упускайте момент — вы станете свидетелями того, как марихуана захватит весь мир. Как только каннабис докажет всем противникам, насколько он полезен как растение, лекарственное средство и уникальный природный комплекс, тогда они начнут менять своё мнение о нём. 

А как считаете вы? Стали бы вы пробовать искусственно созданные каннабиноиды или предпочли бы свои домашние, полученные из выращенных собственноручно растений?

ВНЕШНИЕ ИСТОЧНИКИ

1. "Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast" Xiaozhou Luo, Michael A. Reiter, Leo d’Espaux, Jeff Wong, Charles M. Denby, Anna Lechner, Yunfeng Zhang, Adrian T. Grzybowski, Simon Harth, Weiyin Lin, Hyunsu Lee, Changhua Yu, John Shin, Kai Deng, Veronica T. Benites, George Wang, Edward E. K. Baidoo, Yan Chen, Ishaan Dev, Christopher J. Petzold and Jay D. Keasling. Февраль 2019.
2. "Engineering yeasts as platform organisms for cannabinoid biosynthesis" Bastian Zirpel, Friederike Degenhardt, Chantale Martin, Oliver Kayser, and Felix Stehle. Октябрь 2017.
3. "Production of Δ9-tetrahydrocannabinolic acid from cannabigerolic acid by whole cells of Pichia (Komagataella) pastoris expressing Δ9-tetrahydrocannabinolic acid synthase from Cannabis sativa L" Bastian Zirpel, Felix Stehle, and Oliver Kayser. Сентябрь 2015. 
4. "A cell-free platform for the prenylation of natural products and application to cannabinoid production" Meaghan A. Valliere, Tyler P. Korman, Nicholas B. Woodall, Gregory A. Khitrov, Robert E. Taylor, David Baker, amd James U. Bowie.
5. "Constellation Brands Exercises Warrants to Acquire Shares in Canopy Growth, Reinforcing Confidence in Canopy Growth's Ability to Win Long-Term in Emerging Cannabis Industry" Официальное пресс-релиз. Май 2020.