千百年来,大麻的药用特性已经在全球范围内得到了广泛种植和应用。大麻的标志性成分——大麻素,以及其类似物已被广泛研究用于其潜在的医学应用。在一些国家,某些大麻素配方已经被批准作为处方药来治疗一系列人类疾病。但是,大麻素的研究和药用一直受到大麻的法律程序的阻碍,在已知的几十种大麻素中,几乎所有的大麻素含量都很低,而且它们的结构复杂,限制了大量的化学合成。
为了改变这一点,科学家们建立了一种生物合成方法,利用几种途径基因的杂乱性来产生大麻素类似物。
首先,研究团队从大麻植物中提取出THC和CBD基因,然后将它们导入到酿酒酵母细胞中,当酵母在半乳糖或其它营养物质组成的培养基上生长时,就会产生大麻素类似化合物。
根据科学家的说法,采用生物合成生产大麻素具有以下几方面好处:
s 降低生产成本
科学家称,通过基因工程酵母菌产生的THC和CBD比直接从大麻植物中提取要便宜很多(实际要便宜99%以上)。这对终端企业来讲,比如将CBD注入到苏打水中,就会节约很大的一部分原料成本,企业可以将省下来的成本用于消费者身上。即使在现在看来,CBD产品还不至于天价,但是一打CBD苏打水也要花费50美元,而从长远看,想要吸引更多的消费者,价格因素是不得不考虑的问题。
s 随需而变
利用这项技术,科学家们可以创造出新的大麻素成分,这些大麻素能够产生特定的作用,比如具有高度放松效果的大麻素。
s 减少高环境足迹
在实验室中制备THC和CBD可以减少大麻作物在室内和室外种植时令人吃惊的高环境足迹。但是就像发酵肉类一样,有一种相反的观点认为,保持实验室的运转需要一定程度的能量,这无异于用传统的方式生产作物。
CBD相继合法化,酵母CBD还有待考证
基因工程酵母为科学家们在实验室里“种植”各种食品原料打开了新的大门,从酵母生产无乳糖乳,到能够让汉堡变得看起来“血腥”的血红素,基因工程酵母让很多不可能成为可能。近日,Motif materials原料公司获得了9000万美元的投资,利用酵母来制造蛋白质,用以代替动物来源制品。
CBD在欧盟市场一直都很活跃,并处于蓬勃发展时期。目前欧洲市场上有多种CBD健康食品销售,包括大麻CBD、CBD油、CBD茶、蜂蜜、糖果等,虽然没有确凿的科学证据,但很多CBD食品都与健康挂钩,包括减压、良好的夜间睡眠、提供能量以及增强抵抗力等。但是,CBD在欧盟的监管定位有些复杂,因为最近其被归类为一种未经授权的新型食品。
该项突破性研究对于CBD而言,无疑是最让人兴奋的时刻。继2018年底农业法案通过后,大麻CBD在美国合法化,相关专家预测2019年将是CBD的狂欢年。但同时也应注意的是,对于通过基因工程生物合成的CBD是否合法目前还不明晰,监管机构可能暂时不会解决这一问题。
不论怎样,这项研究可以帮助我们更好的了解CBD的特性,或许还有可能推进FDA决定CBD是否是一种食品安全成分的进程。
参考文献:
Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast. Xiaozhou Luo, Michael A. Reiter, Leo d’Espaux, et al. Nature (2019).
The carbon footprint of indoor Cannabis production . Evan Mills ,Energy Policy 46 (2012) 58–67.