科学家“复活”古老大麻酶，有望用于医学

他们的研究结果发表在科学期刊《植物生物技术杂志》上。为得出这些结论，研究人员重建了如今已不存在但数百万年前在大麻植物早期祖先中活跃的酶。酶对大麻中大麻素的产生至关重要，它们驱动着生成这些具有公认药用潜力的生物活性化合物的化学反应。

大麻酶如何随时间进化
如今的大麻植物依靠高度特化的酶来产生四氢大麻酚（THC）、大麻二酚（CBD）和大麻色烯（CBC）。每种化合物都由其专属的酶生成。这项新研究表明，这种精确性是进化的结果，并非一直如此。
早期版本的这些酶灵活性高得多。一种祖先酶就能同时生成多种大麻素。随着时间推移，大麻进化过程中发生了基因复制，使得这些酶逐渐变得更专门化，也更高效地生成单一化合物。

重现古代大麻化学特性
为揭示这一历史，研究人员采用了一种名为“祖先序列重建”的方法。通过分析现代植物的DNA，他们能够预测数百万年前古代酶可能的样子。这些重建的版本被称为“祖先酶”，随后在实验室中被生产出来并直接进行测试。
结果首次提供了实验证据，表明包括THC等化合物在内的大麻素生产始于大麻一个相对较近的祖先，并随着植物的进化而变得更加精细。这一过程造就了如今大麻中复杂的化学组成。

具有生物技术潜力的新见解
除了揭示大麻化学特性的进化过程，该研究还凸显了实际应用机会。重建的古代酶比现代大麻酶更容易在微生物（如酵母细胞）中生产。这一点很重要，因为大麻素现在越来越多地通过生物技术方法制造，而非直接在植物中种植。
“曾经看似进化上‘未完成’的东西，结果却非常有用，”瓦赫宁根大学（WUR）的研究员罗宾·范·费尔岑（Robin van Velzen）说，他与同事克洛伊·维拉德（Cloé Villard）共同领导了这项研究。“这些祖先酶比它们的后代更稳健、更灵活，这使它们成为生物技术和药物研究新应用的极具吸引力的起点。”

迈向新的药用大麻品种
有一种重建的酶因其能专门产生CBC而引人注目，CBC是一种已知具有抗炎和镇痛特性的大麻素。“目前，还没有天然高CBC含量的大麻植物。因此，将这种酶引入大麻植物可能会培育出创新的药用品种，”范·费尔岑解释道。
总之，这些发现表明，研究古代植物DNA不仅能加深我们对进化的理解，还能为生产具有医学价值的大麻化合物开辟新途径。