Ljudi se već tisućama godina okreću biljci maka kako bi dobili visoki ili ublažili bol. I usprkos svim našim zapanjujućim farmaceutskim napretkom, naše pouzdanje u biljku nije se mnogo promijenilo; makovi se koriste za pravljenje dvaju najčešće korištenih lijekova protiv bolova na svijetu, morfija i kodeina i noskapina protiv kašlja.
Ali kako je sadila opijum mak (Papaver somniferum) započeti svoja svojstva za ublažavanje boli?
Tim istraživača u Ujedinjenom Kraljevstvu, Kini i Australiji posljednjih nekoliko godina bavio se ovim pitanjem, ispitujući genom opijumskog maka kako bi otkrio kako ova biljka razvija svoja neobično snažna i korisna terapijska svojstva. Nova studija, objavljena danas (30. kolovoza) u časopisu Science, detaljno opisuje većinu genoma opijumskog maka. Studija ističe kada su i kako ključni geni koji proizvode farmaceutski proizvodi ušli u igru.
Zadatak je bio težak, zahvaljujući biljnom obilju genetskog materijala koji sadrži nekoliko ponovljenih odjeljaka. Ipak, spajanje genoma bilo je korisno za praćenje razvoja opijumskog maka.
Prvi važan genetski događaj maka, otkrili su istraživači, dogodio se prije oko 110 milijuna godina. Tada se umnožavao cijeli genom, ili barem vrlo veliki komadići toga. To nije neobično za krhke vrste, cvjetnicu, koja uključuje makove. Ali umnožavanje može biti posljedično. Kad organizmi udvostruče genetski materijal, jedna polovica genoma slobodno se razvija, dok druga polovica ostaje stabilna, izjavio je suautor studije Ian Graham, profesor biomedicinske genetike na Sveučilištu York u Ujedinjenom Kraljevstvu.
U slučaju maka, taj je dodatni genetski materijal evoluirao na jedan vrlo važan način, istraživači su otkrili: Prije više od 7,8 milijuna godina, dva gena su se spojila i postala jedini gen odgovoran za proizvodnju morfija i kodeina. Ovaj "megagen" kodira enzim koji pretvara molekulu preteča maka u spojeve koji na kraju postaju kodein i morfij. Bez njega, makovi bi samo pretvorili istu molekulu prethodnika u spoj noskapin, a biljke ne bi bile lijek protiv bolova.
Grahamu je ovo jedno od najvažnijih otkrića u njihovom istraživanju. "Zaista je zadovoljavajuće znati kako je taj gen nastao", rekao je on Live Science.
Nakon genske fuzije, genom maka se ponovio i izgubio neke dijelove, pokazalo je istraživanje. No, megagen je ključan za formiranje opijaste vrste. Kao i kod većine korisnih gena, postoji vjerojatnost da je ovaj gen bio slučajna mutacija koja se dalje prenosila jer je bila korisna biljci. Biologima nije potpuno jasno zašto su opijumski makovi zadržavali svoje sposobnosti stvaranja morfija i kodeina, ali to je vjerojatno zato što kemikalije odbijaju gladne biljojede, rekao je Graham.
I dalje treba riješiti neke druge misterije maka. Na primjer, ostali enzimi koji su uključeni u proizvodnju morfija i kodeina vjerojatno su se pojavili ranije od dolaska megagena prije 7,8 milijuna godina, iako istraživački tim ne zna točno kada. (Drugim riječima, megagene nije jedini igrač koji sudjeluje u proizvodnji lijekova protiv bolova u makovima.) Graham je rekao da se također nada proučavanju genoma srodnih biljnih vrsta kako bi vidio zašto neki od njih ne čine ili ne čine opojnu drogu.
Ali zasad je zaključiti kako su makovi dobili svoje ljekovite osobine i kako izgleda genom dovoljno da pomognu industriji lijekova protiv bolova, rekao je Graham. (Unatoč zlouporabi opioida, još uvijek postoji potreba za kvalitetnim lijekovima protiv bolova i lijekovima za palijativnu njegu.) Iako su hortikulturisti razvili hiper-specifične sojeve koji uglavnom proizvode opijate ili noskapin, uzgajivači opijumskog maka uvijek traže načine kako proizvesti proizvodnju održiviji i isplativiji, rekao je.
Kao i bilo koji drugi usjev, može postojati prostor za genetske preinake kako bi makovi proizveli više farmaceutskih sredstava, brže rasli ili mogli izdržati infekciju. "Analiza genoma pruža nam platformu da sve to učinimo što učinkovitije", rekao je Graham.
