Varenie konope s hacknutým pivovarským kvasinkami

• 1. Premena pivovarských kvasiniek na thc a cbd
• 2. Ako to dosiahli?
• 3. Existujú aj iné spôsoby výroby ne-rastlinných kanabinoidov?
• 4. Trh konopných nápojov rastie
• 5. Záver

Používanie marihuany je na vzostupe na celosvetovej úrovni, o tom niet pochýb. Ako čoraz viac krajín začína akceptovať a legalizovať využívanie tejto posvätnej rastliny, či už len na medicínske alebo aj rekreačné účely, konopný priemysel je už nejaký čas na ceste do neba. A tento rozmach otvára v konopnom priemysle čoraz viac dverí, prináša prístup k ďalšiemu výskumu a objavom týkajúcim sa rastliny a jej možného využitia. Tak ako sa svet vyvíja v každom smere – ľudia, technológie, kultúry, civilizácie a mnoho iného, vyvíja sa aj marihuana. 

Napríklad, tradičné formy pestovania marihuany, ako ich dnes väčšina pozná – či už outdoor alebo indoor – boli pred rokmi rozhodne iné ako kedysi. Na začiatku bolo všetko prirodzené, využívali sa prírodné zdroje a svetelné cykly. Neskôr sa objavili prvé pestovania vnútri a úplne zmenili pohľad na vec. 

Ako sa menili spôsoby pestovania, menia sa aj spôsoby získavania rôznych kanabinoidov z rastlín konope. Vedci najnovšie zistili, že vedia vyrábať kanabinoidy z geneticky upravených pivovarských kvasiniek, áno, z piva. Pozrime sa bližšie na tento nový objav. 

1. Premena pivovarských kvasiniek na THC a CBD

Možno sa pýtate, ako je možné vyprodukovať THC a CBD bez toho, aby sa získavali z rastlín marihuany – máme rovnakú otázku. Je to výsledok práce brilantných vedcov, ktorí dokázali prelomiť tento hack. ¹

Ako vedci opísali vo svojom výstupe, THC, teda tetrahydrokanabinol, a CBD, čiže kanabidiol, možno produkovať úpravou cukru v pivovarských kvasinkách – galaktózy s názvom Saccharomyces cerevisiae. Keďže množstvo týchto kanabinoidov v rastlinách je obmedzené, fermentačný proces by mohol zabezpečiť jednoduchšiu, lacnejšiu a spoľahlivejšiu produkciu THC a CBD v porovnaní s tradičným pestovaním rastlín. 

Ide o výsledok niekoľkoročných testov a pokusov, až kým sa napokon podarilo hacknúť tieto baktérie. Predchádzajúce práce už ukázali možnosť zostaviť rôzne časti výrobnej linky kanabinoidov v kvasinkách, no kompletný proces bol dosiahnutý len nedávno. ^{2 3}

2. Ako to dosiahli?

Tí, ktorí sa zaslúžili o nízkonákladovú a kvalitnú výrobu THC (známeho svojím euforickým účinkom) aj CBD (typického pre medicínske využitie) bez nutnosti pestovať konopné rastliny, boli profesor chémie a biomolekulárneho inžinierstva Jay Keasling a jeho kolegovia na University of California Berkeley. 

Títo odborníci zistili, že je to možné genetickou úpravou viacerých génov prítomných v S. cerevisiae a pridaním génov z piatich rôznych druhov baktérií, ako aj génov z rastlín konope.

“Proces je veľmi podobný vareniu piva – nakŕmite kvasinky cukrom a tie vylúčia požadovaný kanabinoid, nie etanol, ako by urobili bežne.”

Znie to jednoducho, však? Nuž, nie úplne. Na dosiahnutie tohto výsledku museli upraviť asi 16 génov týchto baktérií, aby premenili galaktózu (teda cukor) na neaktívne formy THC alebo CBD – THCA a CBDA. 

Potom, rovnako ako pri bežnom THC a CBD, aktivujú sa pôsobením tepla, čiže procesom nazývaným dekarboxylácia. Výsledok? Asi 8 miligramov THC na liter a ešte menej CBD. To znamená, že aby pivo-vyrobené kanabinoidy dosiahli úroveň rastlinných extraktov, výnos by bolo treba zvýšiť stonásobne, aby sa znížili náklady. Ak bude proces úspešný, šlo by o jeden z najekologickejších spôsobov výroby kanabinoidov. 

Vyhliadky však stále nie sú zlé na to, aby tieto nové objavy išli do zabudnutia. Vedci zo spoločnosti Demetrix, založenej v roku 2015, už dokázali zvýšiť výnosy kanabinoidov cez úpravy kvasiniek a génov. Tím tiež dokázal upraviť baktérie z piva tak, že premenili niektoré mastné kyseliny na iné typy kanabinoidov, ktoré sa v rastlinách marihuany prirodzene takmer nevyskytujú.

Ak sa im podarí proces výroby týchto kanabinoidov ovládnuť, ich varenie by revolucionizovalo používanie marihuany na medicínske účely a ešte viac rozšírilo jej možnosti. Okrem toho by sa mohli stať patentovateľnými látkami, keďže sú umelo vytvorené. Tento objav môže tiež prilákať pozornosť farmaceutických firiem, z ktorých len málo sa v skutočnosti pustilo do vývoja prípravkov na báze zložiek marihuany. 

3. Existujú aj iné spôsoby výroby ne-rastlinných kanabinoidov?

Skrátená odpoveď je áno. Napríklad kanadská spoločnosť z Toronta, Trait Biosciences, pracuje s genetickou úpravou konope za účelom produkcie vo vode rozpustných kanabinoidov, určených špeciálne pre nápojový priemysel. 

Táto istá firma sa snaží svoje rastliny marihuany geneticky upraviť tak, aby každá časť rastliny produkovala kanabinoidy, nielen jej živicové žliazky – tzv. trichómy. 

“Všetko, čo zvládnete urobiť v kvasinkách, môžete spraviť aj v samotnej rastline s oveľa vyšším výnosom a čistotou,” povedal Ronan Levy, hlavný stratég Trait Biosciences.

Ďalší špecialista z University of California, biochemik James Bowie, uviedol ďalšiu alternatívu získavania CBD z cukru. Bez potreby reakcií v bunke dokázal jeho tím vytvoriť prekurzory kanabinoidov THC a CBD v komerčne využiteľných množstvách. ⁴ Teraz sa snažia svoj prístup rozvinúť cez start-up Invizyne Technologies. 

4. Trh konopných nápojov rastie

V USA predstavuje konopný priemysel multimiliardový biznis a ešte ani nedosiahol svoj plný potenciál. Samozrejme, veľké korporácie rýchlo spoznali zlatú baňu priamo pred sebou.

Napríklad Constellation kúpila 9,9% podiel v jednej z najväčších kanadských verejne obchodovaných konopných firiem Canopy Growth. Koľko? Za 141 mil. libier (€148 mil.), keď firma mala hodnotu 1,3 mld. libier (€1,3 mld.). Navyše, Constellation plánuje investovať ešte viac a získať 38% podiel vo firme. ⁵

Na druhej strane sa Coca-Cola údajne rozpráva s Aurorou, kanadským producentom konope, o vývoji nápojov s CBD. Medzitým Diageo z Veľkej Británie už vyvíja tri vlastné rady kanadských konopných výrobcov s cieľom uviesť na trh svoju vlastnú líniu produktov na báze konope. 

5. Záver

Je len otázkou času, kedy tieto šikovné hlavy študujúce úžasnú rastlinu marihuanu dokážu skrotiť tento býka. Keď sa to stane, pripravte sa na explóziu konopného priemyslu, nie som síce odborník na biznis, ale stavil by som na to všetko, čo mám. 

Takže pripravte sa a čakajte s otvorenými očami, aby ste boli svedkami toho, ako si marihuana podmaní celý svet. Akonáhle konope ukáže odporcom všetky svoje výhody ako rastliny, liečiva aj zlúčeniny, možno nakoniec uvidia veci v novom svetle. 

Čo myslíte? Skúsili by ste umelo vyrobené kanabinoidy, alebo preferujete tie „domáce pestované“ z vlastných rastlín?

EXTERNÉ ZDROJE

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 a Jay D. Keasling. Február 2019.
2. "Engineering yeasts as platform organisms for cannabinoid biosynthesis" Bastian Zirpel, Friederike Degenhardt, Chantale Martin, Oliver Kayser, a Felix Stehle. Október 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 a Oliver Kayser. September 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 a 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" Oficiálna tlačová správa. Máj 2020.