Marihuana y cannabinoides

La Marihuana y los Cannabinoides

Morfología y taxonomía del Cannabis 

(WIP)
El cannabis es una planta única en muchos aspectos. Entre todas las plantas conocidas es la única conocida que existe que produce unas sustancias con capacidad sicoactiva sobre los humanos y determinados animales que se denominan cannabinoides.

Existen diversas teorías qué utilidad tiene para la planta  la secrección de estos compuestos, más ninguna de ellas alcanza unanimidad. 

Componentes Químicos de la marihuana.

(WIP)
Muchas de estas sustancias, de las que se han aislado más de la media centena, aparecen tan solo en forma de traza o son de similar estructura o función que las de los principales y más abundantes compuestos:

THC según Mel Frank en Grower's Guide

Δ9THC: 

Delta 9 Tetrahdirocannabinol.
 Conocido normalmente como THC. Es el componente sicoactivo más abundante en la marihuana.

Cannabidiol:

Conocido como CBD. Es el segundo componente más común en la marihuana. Se le atribuyen propiedades sedantes y se cree que interactua  con el THC en el organismo en la percepción del "hight" y su estilo.

Cannabinol:

El cannabinol o CBN es un producto de la degradación del THC. Las muestras de marihuana frescas no contienen practicamente CBN.

Cannabicromeno:

El CBC es un compuesto que no alcanza ni siquiera el 20% de los cannabinoides de las plantas. Por si mismo no tiene capacidad sicoactiva, pero indicios muestran que podría crear sinergias con el THC para lograr el "hight".

Cannabigerol:

El Cannabigerol (CBG ) es la "célula madre" o materia prima para muchos de los productos que se generan en la planta de la marihuana , como pueden ser el THC (Tetrahidrocannabinol) y CBD (Cannabidiol) y también tiene una serie de propiedades medicinales que los investigadores están empezando a descubrir.

Dronabinol: 

THC Sintético. Es el principio activo del medicamento Marinol. En el aspecto médico se usa como antiemético.

>>A corregir: Sendo estrictos, os cannabinoides sintéticos deben considerarse exocannabinoides para diferencialos dos producidos polas plantas (fitocannabinoides) e os que produce o propio corpo (Endocannabinoides)

El Cannabigerol (CBG ) es la "célula madre" o materia prima para muchos de los productos que se generan en la planta de la marihuana , como pueden ser el THC (Tetrahidrocannabinol) y CBD (Cannabidiol) y también tiene una serie de propiedades medicinales que los investigadores están empezando a descubrir. - See more at: http://marihuanaymedicina.blogspot.com.es/2013/09/cannabinoides-cannabigerol-cbg.html#sthash.mQqJJKxc.dpuf

El Cannabigerol (CBG ) es la "célula madre" o materia prima para muchos de los productos que se generan en la planta de la marihuana , como pueden ser el THC (Tetrahidrocannabinol) y CBD (Cannabidiol) y también tiene una serie de propiedades medicinales que los investigadores están empezando a descubrir. - See more at: http://marihuanaymedicina.blogspot.com.es/2013/09/cannabinoides-cannabigerol-cbg.html#sthash.mQqJJKxc.dpuf

TetrahidroCannabivarin:

El THCV. Es un compuesto aromático con estructura afín a la del THC. No existen pruebas determinantes sobre humanos de los efectos de este componente, aunque en estudios animales parece constatarse que se alcanza la condición de percepción alterada más facilmente, y que esta sensación también se disipa con mayor rapidez.

Existen diversos preparados de cannabinoides sintéticos como pueden ser el dronabinol o  la nabilona.

¿Qué diferencia el cáñamo de la marihuana?

Una vez elaborado el primer borrador del genoma y transcriptoma del cannabis sátiva, podemos afirmar que para que el cáñamo sea considerado marihuana, debe tener abiertas determinadas vías específicas biológicas que permitan la sintesis de los cannabinoides. Esta ruta biológica, tal como se muestra en el estudio del borrador del genoma, en el cual se comparan 2 cepas de marihuana ( Purple Kush y Finola (de fibra) . 

Semillas de Cannabis Medicinal.

"Se secuencia el ADN Y RNA de la cepa de Marihuana Purple Kush junto con la del cultivar de Cáñamo-fibra "Finola". Este estudio muestra que muchos de los genes que codifican proteinas relacionadas con los cannabinoides y las vías de sus precursores están más expresadas en la variedad narcótica que en la de fibra. Concretametne la presencia exclusiva del precursor de ácido Δ9-tetrahydrocannabinolic en el la genética de la Purple Kush, y su sustitución por ácidos cannabidiolicos en "Finola", puede explicar porque razones la marihuana tiene efectos terapeuticos mientras que el cáñamo para fibra no. Toda la demás secuencia genética de ambas cepas es similar, pero la diferencia entre estos nucleótidos pueden darnos la clave de la separación entre la marihuana y el cáñamo." (1)

Es de suponer que la cuestión de por qué razón las plantas de marihuana proporcionan resinas y cannabinoides es algo que todo cultivador se ha preguntado en algún momento. Parece razonable pensar, que lejos de ceñirnos a una sola posibilidad, contemplemos que la secrección de estas sustancias estén relacionadas con factores tanto biológicos como relacionados con los diferentes entornos ambientales donde vive el cannabis.

Posibles ventajas de la producción de Resina y Cannabinoides:

1.-La producción de resina ayudaría a la planta a mantener protegidas kas semillas de la radiación UV, evitando la posiblidad de mutaciones. 
2.- Los cannabinoides son activos física y sicológicamente sobre muchos animales, lo que puede significar que estos evitten el consumo de las sumidades floridas.
3.- Muchas de las sustancias cannabinoides presentes en la resina tienen notables propiedades antibacterianas . Los extractos crudos de resina tienen fuertes propiedades antinematocidas. (sin embargo bajo poder fungicida)
4.- ¿Puede ser una estrategia reproductiva que el cannabis drogue a los humanos para que continuemos cultivandolo?

Resina y cannabinoides:

Aunque los cannabinoides se encuentran en las secrecciones de resina, concretamente en los tricomas, no es cierto que a mayor cantidad de tricomas mayor cantidad de cannabinoides presentes, ya que el efecto de cualquier yerba dependerá de la concentración de los principios activos dentro de las glándulas.

La producción de resina en la mejora genética vegetal del cannabis

2013, Julio.
Variación del contenido de THC en los derivados del cannabis
Variability of cannabis potency in the Venice area (Italy): A survey over the period 2010-2012

El cannabis es la sustancia ilícita más consumida a nivel mundial, con una incidencia anual estimada en 2010 de 2,6 a 5,0% de la población adulta. Se han expresado preocupaciones sobre el aumento de la potencia de los productos del cannabis. Un alto contenido de tetrahidrocannabinol (THC) puede aumentar la ansiedad, la depresión y los síntomas psicóticos, y puede aumentar el riesgo de dependencia y los efectos adversos en los sistemas respiratorio y cardiovascular en usuarios regulares. 
Estre trabajo muestra los datos estadísticos de la potencia de diversas aprensiones de cannabis y la relación de cannabinoides entre muestras.
En general detectan una disminución de la presencia de CBD y CBN  en proporción al THC, lo que viene a indicar según los estudios, que las muestras son más recientes y la mejora en los metodos de cultivo  interiores y domésticos con los sistemas de cultivo avanzados.(Fonte: PubMed)
(1) http://genomebiology.com/2011/12/10/R102

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El cannabis y los cannabinoides by Manuel Freiría Figueiras is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License.

Lectura recomendada: Marijuana Grower' s Guide, de Mel Frank 

El borrador del genoma y transcriptoma de Cannabis sativa.

The draft genome and transcriptome of Cannabis sativa

Cannabis sativa ha sido cultivado a lo largo de la historia humana como una fuente de fibra, aceite y  alimentos, y por sus propiedades medicinales y lúdicas.
La cría selectiva ha producido plantas de cannabis para usos específicos, incluyendo variedades de marihuana de alta potencia y cultivares de cáñamo para fibra y producción de semillas. La biología molecular que subyace a la biosíntesis de cannabinoides y otros rasgos de interés es en gran parte inexplorada.

Resultados
Se secuencia el ADN Y RNA de la cepa de Marihuana Purple Kush junto con la del cultivar de Cáñamo-fibra "Finola". Este estudio muestra que muchos de los genes que codifican proteinas relacionadas con los cannabinoides y las vías de sus precursores están más expresadas en la variedad narcótica que en la de fibra. Concretametne la presencia exclusiva del precursor de ácido Δ9-tetrahydrocannabinolic en el la genética de la Purple Kush, y su sustitución por ácidos cannabidiolicos en "Finola", puede explicar porque razones la marihuana tiene efectos terapeuticos mientras que el cáñamo para fibra no.Toda la demás secuencia genética de ambas cepas es similar, pero la diferencia entre estos nucleótidos pueden darnos la clave de la separación entre la marihuana y el cáñamo.

Este estudio se perfila como un intento de disponer del  genoma Cannabis sativa que permita un estudio de una planta multifuncional que ocupa un papel único en la cultura humana. Su disponibilidad será ayudar al desarrollo de variedades de marihuana terapéutica con perfiles de cannabinoides a medida y proporcionar una base para la cría de cáñamo con mejores características agronómicas.

Justificación del Estudio :

Una de las primeras especies domesticadas, Cannabis sativa L. (marihuana, cáñamo; Cannabaceae) se ha utilizado durante miles de años como una fuente de fibra, aquenios de petróleo y ricos en proteínas ("semillas") y por sus propiedades medicinales y psicoactivos. Desde su lugar de domesticación en Asia Central, el cultivo de cannabis se extendió en tiempos antiguos a través de Asia y Europa, y ahora es una de las plantas más cultivadas ampliamente distribuidos . La fibra de cáñamo se utiliza para la producción de textiles en China hace más de 6000 años AP (antes del presente) . La evidencia arqueológica para el uso medicinal del cannabis o chamánica se ha encontrado en una tumba de 2.700 años de antigüedad en el noroeste de China y una tumba de 1.700 años de Judea AP . En la actualidad el cannabis y sus derivados como el hachís son las drogas ilícitas de mayor consumo en el mundo . Su uso también está cada vez más reconocida en el tratamiento de una amplia gama de enfermedades tales como la esclerosis múltiple y las condiciones de dolor crónico . Además, las formas de cáñamo cannabis se cultiva como un cultivo agrícola en muchos países.
El cannabis es una hierba anual erecta con un sistema de cría dioica, aunque las plantas monoicas existen. Formas silvestres y cultivadas de cannabis son morfológicamente variables, dando lugar a confusión y controversia sobre la organización taxonómica del género . Algunos autores han propuesto un género monotípico, C. sativa, mientras que otros han argumentado que el cannabis se compone de dos especies, Cannabis sativa y Cannabis indica, y algunos han incluido una tercera especie, Ruderalis Cannabis, en el género. En vista de la incertidumbre taxonómica, utilizamos C. sativa para describir las plantas analizadas en este estudio.

Las propiedades farmacológicas únicas de cannabis se deben a la presencia de cannabinoides, un grupo de más de 100 productos naturales que principalmente se acumulan en las flores femeninas ("yemas"). Δ9-tetrahidrocannabinol (THC) es el cannabinoide psicoactivo principal y el compuesto responsable de los efectos  antieméticos y analgésicos y estimulantes del apetito del cannabis . No psicoactivos cannabinoides como el cannabidiol (CBD), cannabicromeno (CBC) y Δ9-tetrahidrocannabivarina (THCV), que poseen diversas actividades farmacológicas, también están presentes en algunas variedades o cepas . Los cannabinoides se sintetizan como los ácidos carboxílicos y al calentar o fumar descarboxilan a sus formas neutras, por ejemplo, Δ9-tetrahydrocannabinolic ácido (THCA) se convierte en THC. Aunque la biosíntesis de los cannabinoides no se entiende a nivel bioquímico o genético, varias enzimas claves se han identificado incluyendo un policétido sintasa candidato y los dos oxidocyclases, la sintasa de THCA (THCAS) y ácido cannabidiolic (CBDA) sintasa, que forman los ácidos cannabinoides principales .
Contenido de cannabinoide y la composición es muy variable entre las plantas de cannabis. Aquellos con un quimiotipo high-THCA/low-CBDA se denominan marihuana, mientras que aquellos con un quimiotipo low-THCA/high-CBDA se denominan cáñamo. Existen grandes diferencias en los constituyentes cannabinoides menores dentro de estos quimiotipos básicos. Cría de cannabis para su uso como una droga y la medicina, así como las prácticas de cultivo mejoradas, ha conducido a una mayor potencia en las últimas décadas, con niveles medios de THC en flores secas femeninas de ca. 11% en peso seco; niveles en algunas plantas de exceder 23% . Este esfuerzo de cría, en gran parte una actividad encubierta por los cultivadores de marihuana, ha producido cientos de cepas que difieren en la composición de cannabinoides y terpenoide, así como características de apariencia y el crecimiento. Los pacientes reportan cepas de marihuana medicinal difieren en sus efectos terapéuticos, aunque la evidencia de esto es anecdótico.
El cannabis tiene un genoma diploide (2n = 20) con un cariotipo compuesto de nueve autosomas y un par de cromosomas sexuales (X e Y). Las plantas femeninas son homogametic (XX) y heterogametic machos (XY) con la determinación del sexo controlado por un sistema de equilibrio X-a-autosoma . El tamaño estimado del genoma haploide es 818 Mb para las plantas femeninas y 843 Mb para las plantas macho, debido al mayor tamaño del cromosoma Y . Los recursos genómicos disponibles para el cannabis se limita principalmente a la información transcriptoma: NCBI contiene 12.907 ESTs y 23 sin montar RNA-Seq conjuntos de datos de Illumina lee . Ni una ni un mapa físico del genoma de cannabis disponible.
A continuación, se presenta un borrador del genoma y transcriptoma secuencia de C. sativa Purple Kush (PK), una cepa de marihuana que es ampliamente utilizado por sus efectos medicinales . Se comparó el genoma de PK con la de los cultivares de cáñamo 'Finola' y 'USO 31-', y el transcriptoma de flores PK con el de las flores 'Finola'. Se encontraron pruebas para la selección de cannabis para fines medicinales y drogas (marihuana) su uso en la regulación de la 'vía de los genes' cannabinoides y la presencia exclusiva de la sintasa funcional THCA (THCAS) en el genoma y transcriptoma de PK.

Comparison of the expression of cannabinoid pathway genes between marijuana (PK) and hemp ('Finola')

A unque existen diferencias en la morfología de las cepas de marihuana y el cáñamo, el contenido de THC de PK y otras cepas seleccionadas y criadas para su uso como la marihuana es muy alto. Hemos investigado si la alta producción de THC en PK se asoció con un aumento de los niveles de expresión de genes de enzimas de la ruta de cannabinoides, en relación con los de cáñamo. Se realizó el análisis de RNA-Seq en las flores Finola en la etapa media de desarrollo, generando un total de 18,2 M lecturas. "Finola 'es un corto, cultivar dioica, autofloreciente desarrollada en Finlandia para la producción de aceite de semillas. Fue creado por el cruce de variedades de maduración temprana del cáñamo, del Instituto Vavilov de Investigación (San Petersburgo, Rusia), 'Finola "puede ser derivado de un" rudelaris "antecedentes genéticos [38]. Contiene cantidades moderadas de CBDA en flores femeninas pero cantidades muy bajas (<0,3% en peso seco) de THCA. La figura 4A muestra que los generales mediados de flor perfiles de transcripción, expresados ​​como RPKM (lecturas por kb por millón lecturas), son similares entre PK y 'Finola', sin embargo, la vía de cannabinoide todo se expresa en niveles más altos en PK que en 'Finola ', con pasos posteriores aumentado tanto como 15-veces. Para comenzar la búsqueda de las causas subyacentes de las diferencias entre la marihuana y el cáñamo, la secuencia del genoma de la "Finola" (por ejemplo Illumina 100 nt de dos a dos final dice: 200-500 pb inserciones, con una cobertura del × aproximadamente 50 de los aproximadamente 820 Mb genoma). Genomas vegetales suelen contener muchos genes duplicados, y la amplificación génica representa un mecanismo bien documentado para aumentar los niveles de expresión [39]. Por lo tanto, lo primero que le preguntó si había diferencias aparentes en el número de copias para el conjunto de genes que codifica la enzima, utilizando la profundidad mediana leer (MRD) de ADN genómico-Seq lee que podrían ser única asignada a las transcripciones como un proxy. La figura 4b muestra que, en general, no parece haber diferencias relativamente pocos genes ERM entre PK y 'Finola. La excepción a esto es la cobertura mucho expandido para AAE3, un gen que codifica una enzima de función desconocida en PK. AAE3 es similar a anArabidopsis AAE [TAIR: At4g05160] que se ha demostrado que activa los ácidos grasos de media y de cadena larga incluyendo hexanoato [40]. Aunque AAE1 es un candidato más probable para la sintetasa hexanoil-CoA implicado en la biosíntesis de los cannabinoides (JMS y JEP, resultados no publicados), debido a su alta expresión en tejidos de las flores y el aumento en la abundancia de transcripción PK (Figura 3b, 4), AAE3 podría desempeñar un papel, hasta ahora, desconocida en la biosíntesis de los cannabinoides. Debido a que puede detectar tanto ejemplares múltiples y de un solo exón de AAE3, creemos que la gran expansión de AAE3has produjo a través de la inserción de pseudogenes procesados ​​en el genoma PK. Además, el análisis de profundidad de lectura no cubierto lee correspondiente a CBDAS en PK y THCAS en 'Finola'. Sin embargo, sobre la base de nuestra incapacidad para ensamblar estos funcionales en genes que codifican proteínas, llegamos a la conclusión de que el THCAS lee en 'Finola' y CBDAS lee en PK son probable que sea causada por la presencia de copias pseudogenic, como se discute a continuación. Por lo tanto, parece que las diferencias en la expresión de enzimas de la ruta de cannabinoides entre la marihuana y el cáñamo son debido a sutiles diferencias genéticas que causan cambios en la expresión génica, ya sea directa o indirectamente.
El genoma PK contiene dos copias de dos genes implicados en la biosíntesis de los cannabinoides. Copias de AAE1, que codifica una proteína probablemente para sintetizar el precursor hexanoil-CoA para la biosíntesis de los cannabinoides, se encuentran en scaffold1750 [GenBank: JH227821] y scaffold29030 [GenBank: JH245535]. OLS, que codifica la sintasa putativo cannabinoide policétido vía [18], se encontró que se duplicará al scaffold15717 [GenBank: JH226441] y scaffold16618 [GenBank: JH237993].
(Fonte: http://genomebiology.com) 

El análisis genómico de quimiotipos cannabinoides

La base molecular para THCA (marihuana) y quimiotipos CBDA (cáñamo) no está clara. De Meijer et al [43]-y cruzó CBDA THCA dominantes plantas para producir progenie F1 que son intermedios en la proporción de THC: CBDA; autofecundación dio progenie F2 que segregan 1:2:1 para THCA dominante: codominante mixto / THCA CBDA: CBDA dominantes quimiotipos. Estos datos sugirieron dos explicaciones: un locus único cannabinoide sintasa (B) existe con diferentes alelos de este gen que codifica THCAS o CBDAS; o THCAS y CBDAS están codificadas por dos loci estrechamente vinculados pero genéticamente distintos. En este último caso, las diferencias en la abundancia de transcripción y / o la eficiencia de la enzima podría explicar las relaciones de chemotypic observados. En efecto, dado que ambas de estas enzimas compiten por CBGA, las reducciones en una actividad podría conducir a un aumento proporcional en la producción del cannabinoide otro. Nuestro proyecto de secuencia del genoma PK THCA dominante permite algunas reflexiones preliminares sobre los posibles mecanismos de la herencia de los perfiles de cannabinoides. Uso de la secuencia publicada THCAS [GenBank: AB057805] [16] para consultar el genoma PK, un solo andamio de 12,6 kb (scaffold19603, [GenBank: JH239911]) se identificó que contenía el THCASgene como un solo exón 1638 pb con un 99% de nucleótidos identidad a la secuencia publicada THCAS. Consulta del transcriptoma PK devuelto la transcripción THCAS mismo (PK29242.1, [GenBank: JP450547]) que se ha encontrado que se expresa en abundancia en las flores femeninas (Figura 3c). Un pseudogene THCAS-like (scaffold1330 [GenBank: JH227480], el 91% de identidad de nucleótidos a THCAS) se identificó también. Se utilizó la secuencia CBDAS [GenBank: AB292682] [17] para consultar el genoma PK y identificado hasta tres andamios que contienen CBDASpseudogenes (scaffold39155 [GenBank: AGQN01159678], 95% de identidad de nucleótidos a CBDAS; scaffold6274 [GenBank: JH231038] + scaffold74778 [GenBank: JH266266] combinado, 94% de identidad, y scaffold99205 [GenBank: AGQN01254730], 94% de identidad), todos los cuales contenían codones de parada prematuros y mutaciones frameshift. La presencia de estos pseudogenes en las cuentas de PK del genoma para la identificación de secuencias genómicas en CBDAS PK (Figura 4c). Un fragmento de 347-pb transcripción (PK08888.1, [GenBank: JP462955]) con toCBDAS 100% de identidad de nucleótidos podría ser identificado en el transcriptoma PK, probablemente debido a la descomposición mediada por el antisentido de transcripciones derivados de pseudogenes CBDAS. Teniendo en cuenta que varios loci independientes fueron identificados con alta similitud de secuencia a eitherTHCAS o CBDAS en una cepa de marihuana THCA dominante, el modelo de dos loci para el control genético de THCA: ratios CBDA podría ser correcta. Una posible explicación es que, durante el desarrollo de cepas de marihuana de alta THC como PK, los criadores subterráneos seleccionado para no funcionales CBDAS que eliminaría de manera efectiva la competencia sustrato para CBGA y por lo tanto aumentar la producción de THCA. Alternativamente, el pseudogen CBDAS en el genoma PK podría ocurrir en todas las variedades de cannabis. Si esto es cierto, el modelo de un solo locus aún podría ser correcta, y no se encontró un alelo CBDAS de codificación en este lugar porque PK es homocigoto para THCAS.

Discusión

Anticipamos que el genoma del cannabis y las secuencias de transcriptoma será de gran valor para la comprensión de las propiedades biológicas únicas y la variación fenotípica considerable en el género Cannabis. Estos recursos genómicos son aplicables al análisis molecular de la marihuana y el cáñamo, como hemos secuenciado una cepa de marihuana (PK) y dos variedades de cáñamo ('Finola "y" 31-USO') obtenidas en Canadá y en otros lugares. El contenido alto de repetición de los genomas vegetales, junto con el nivel relativamente alto de variación de la secuencia de cannabis [47-49], complica el montaje del genoma completo en los nueve previstos autosomas y dos cromosomas sexuales. Vamos a seguir explorando enfoques que podrían facilitar el montaje de la secuencia del genoma completo, incluyendo el anclaje del genoma mediante marcadores moleculares o FISH (hibridación fluorescente in situ) [50]. Un conjunto más completo podría proporcionar las secuencias de los cromosomas Y y x y ayudar a arrojar luz sobre el mecanismo de determinación del sexo en cannabis. Sin embargo, nuestro conjunto actual parece abarcar la gran mayoría del genoma no repetitiva y los genes individuales.

Mechoulam [13] caracteriza los cannabinoides derivados de plantas como un "descuidado farmacológico tesoro 'y otros han tomado nota de las actividades potencialmente útiles biológicamente aún no se ha identificado en este grupo de productos vegetales naturales [15]. Cepas de marihuana médica se informa, tienen diferentes efectos terapéuticos basados ​​en los niveles de THC, el THC: CBD razones, la presencia de cannabinoides menores y la contribución de otros metabolitos como terpenos [51]. Las secuencias del genoma y transcriptoma cannabis proporcionará oportunidades para identificar las vías y permanecer enzimas que conducen a los cannabinoides mayores y menores. Tal conocimiento facilitar la crianza de cannabis para aplicaciones médicas y farmacéuticas. Por ejemplo, el análisis del transcriptoma PK nos ha permitido identificar varios genes candidatos que podrían codificar CBCAS, que forma un cannabinoide con interesantes actividades biológicas [14,52,53]. A pesar de los bajos niveles de THC en las cepas modernas de cáñamo, el contenido de cannabinoides de cáñamo sigue siendo un obstáculo significativo a una mayor cultivo debido a las regulaciones que requieren de germoplasma que ser cuidadosamente controlados y los cultivos sometidos a prueba para asegurarse de que contiene menos del 0,3% de THC. La secuencia del genoma ayudará al desarrollo de variedades de cáñamo que carecen de los cannabinoides mediante selección asistida por marcadores y otras técnicas de reproducción.

Las diferencias en la expresión de enzimas de la ruta de cannabinoides en PK y 'Finola' son también de interés, y podría deberse o bien a alteraciones cis-o trans-regulador. La sobre regulación de la vía de cannabinoide en PK parece ser una consecuencia del esfuerzo de cría desde hace mucho tiempo para crear cepas de marihuana con una psicoactividad mejorada mediante el aumento de los niveles de THC. Domesticación de plantas es a menudo acompañada por una reducción de las rutas metabólicas secundarias, muchas de las cuales producen compuestos tóxicos o desagradables que tienen funciones defensivas [54,55]. Lo contrario parece ser el caso en las cepas de marihuana cannabis, donde ha habido selección positiva para la producción de THC. Esto se debe principalmente a dos eventos moleculares: la selección de más de THCAS CBDAS y la sobre regulación de la vía de cannabinoide y las vías de suministro de precursores metabólicos. Nuestro análisis indica que la amplificación de genes de la ruta de cannabinoides no parece jugar un papel causal en este incremento en la expresión. La mayoría de los genes de domesticación clave en las plantas de cultivo se ha demostrado que codifican factores de transcripción [56]. Parece probable que uno de los procesos que causan la aparición de cepas de marihuana de alta THC es también debido a alteraciones en la regulación transcripcional vía cannabinoide. En efecto, se encuentra evidencia para la expresión aumentada de una multitud de factores de transcripción en comparación con las PK en 'Finola' (Figura 4a).

Los mecanismos que subyacen a este control transcripcional probablemente podría ser diseccionado utilizando las técnicas existentes, si no hay severas restricciones legales en la mayoría de las jurisdicciones en el cultivo de cannabis, incluso para fines de investigación. A pesar de esta dificultad es algo exclusivo de cannabis, en general se está convirtiendo en común para obtener secuencias del genoma y transcriptoma de datos para los organismos que no son experimentalmente manejable. Proponemos que en silicoanalyses, por ejemplo, el modelado de las redes de regulación, puede proporcionar una manera de explorar la función y la evolución de los genomas de estos. Sobre la base de homología cercana a factores de transcripción de Arabidopsis, es posible inferir las especificidades de secuencia de muchos factores de transcripción de cannabis (HVB y Weirauch M, resultados no publicados). Este modelado de redes de cannabis transcripcionales ya es factible.

Por último, la secuencia del genoma será posible la investigación de la historia de la evolución y el impacto molecular de la domesticación y la cría de C. sativa. El tratamiento taxonómico del género Cannabis ha sido motivo de controversia. Puede ser que sea factible el uso de la secuencia basada en la genotipificación de trazar las relaciones de taxones cannabis, incluyendo germoplasma silvestre, variedades, cultivares y cepas, como se ha demostrado recientemente en uva [57,58]. Nuestro análisis SNV ya ha permitido la separación de dos cultivares de cáñamo a partir de dos cepas de marihuana, lo que sugiere un análisis adicional de germoplasma diverso cannabis se justifica. Áreas pendientes que podrían ser abordadas por la investigación genómica incluyen, además, si el género se compone de una o varias especies, la existencia de 'sativa' y 'indicadores' reservas genéticas, las contribuciones relativas que los ancestros silvestres han hecho al cáñamo moderna y el germoplasma marihuana, y el proceso por el que el cannabis fue domesticado por el hombre.

Conclusiones

C. sativa se ha cultivado a lo largo de la historia humana como una fuente de fibra, aceite, alimentos, medicamentos y medicinas. En este sentido, hemos presentado un proyecto de genoma y transcriptoma de C. sativa, y se compararon los genomas y transcriptomes de flores de cepas productoras de alta y baja THCA (PK (alta), 'Finola' (bajo) y "31-USO '(THCAS bajos a ausente))., el gen que codifica la enzima oxidocyclase que forma el precursor THCA THC, se encuentran en el genoma y transcriptoma de PK, mientras que CBDAS domina en cultivar el cáñamo 'Finola'. Además, encontramos que la mayoría de las enzimas de la ruta de biosíntesis de los cannabinoides son altamente expresado en tejidos de las flores que contienen tricomas glandulares, y que la expresión de las enzimas biosintéticas de cannabinoides es elevada en la cepa PK-THCA alta, incluso con respecto a otros genes expresados ​​específicamente en glandular tricomas. Aunque algunos de los genes que codifican enzimas de la ruta están presentes en múltiples copias, las amplificaciones no parecen explicar el incremento en la expresión. La secuencia del genoma de C. sativa facilitará en gran medida la exploración de la biología molecular y la historia evolutiva de esta planta culturalmente significativa y excepcionalmente útil .

Material vegetal
Las muestras congeladas de PK C. sativa clonal de plantas reproducidas mujeres fueron obtenidos de un productor de marihuana médico autorizado en Vancouver, BC, Canadá. Las plantas del cáñamo sativa cultivares de C. 'Finola' (originalmente llamado 'FIN-314') y C. sativa 'USO 31-"fueron cultivadas a partir de semillas en cámaras de ambiente controlado en el NRC Plant Instituto de Biotecnología, Saskatoon, SK, Canadá.

Fonte: http://genomebiology.com/2011/12/10/R102

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