Kannabiksen valmistaminen hakkeroidulla oluthiivalla

• 1. Oluthiivan muuttaminen thc:ksi ja cbd:ksi
• 2. Miten he siinä onnistuivat?
• 3. Onko muitakin tapoja tehdä ei-kasvipohjaisia kannabinoideja?
• 4. Kannabisjuomien markkinat kasvavat
• 5. Yhteenveto

Kannabiksen käyttö on kasvussa maailmanlaajuisesti, siitä ei ole epäilystäkään. Yhä useamman maan hyväksyessä ja laillistaessa tämän pyhän kasvin käytön, oli se sitten vain lääkinnällisiin tai myös virkistyskäyttötarkoituksiin, kannabisala on nyt – ja on ollut jo jonkin aikaa – matkalla kohti uutta nousua. Tämä kannabisalan kasvu avaa vain lisää ovia alalla, tarjoten enemmän tutkimusta ja löytöjä kasvin mahdollisista käyttötavoista. Samalla tavalla kuin maailma kehittyy kaikilla osa-alueilla – ihmiset, teknologia, kulttuurit, sivilisaatiot ja niin edelleen – niin myös kannabis kehittyy. 

Esimerkiksi, perinteiset tavat kasvattaa kannabista, kuten tunnemme ne tänä päivänä, ulkona tai sisällä, olivat hyvin erilaisia menneinä aikoina. Aluksi kaikki tehtiin luonnollisesti, hyödyntäen luonnon resursseja ja valojaksoja. Sitten ensimmäiset sisäviljelyt syntyivät ja muuttivat koko näkyvän maiseman. 

Samoin kuin viljelytavat ovat muuttuneet, myös eri kannabinoidien saantitavat muuttuvat. Viime aikoina tutkijat ovat huomanneet, että kannabinoideja voi valmistaa panimoiden oluthiivasta, kyllä, oluesta. Otetaan selvää tästä uudesta löydöksestä. 

1. Oluthiivan muuttaminen THC:ksi ja CBD:ksi

Ehkä mietit, miten on mahdollista tuottaa THC:tä ja CBD:tä ilman että niitä saadaan kannabiskasveista – niin mietimme mekin. Tämä on tulosta nerokkaiden tiedemiesten työstä, joiden onnistui murtaa koodi. ¹

Tutkijat ovat ekstraktissaan kuvanneet, että THC (tetrahydrokannabinoli) ja CBD (kannabidioli) voidaan tuottaa muuntelemalla oluthiivassa olevaa sokeria, nimeltään galaktoosi eli Saccharomyces cerevisiae. Koska näiden kannabinoidien määrät kannabiskasveissa ovat rajallisia, tämä fermentointiprosessi tekee THC:n ja CBD:n tuotannosta ihanteellisesti helpompaa, edullisempaa ja luotettavampaa kuin perinteinen kasvipohjainen kasvatus. 

Tähän lopputulokseen päästiin useiden vuosien testien ja kokeilujen jälkeen, kunnes bakteerit pystyttiin viimein hakkeroimaan. Aiemmat työt olivat jo osoittaneet, että eri vaiheiden kannabinoidituotanto oli mahdollista rakentaa hiivan sisälle, mutta täydellistä prosessia ei ollut saavutettu ennen aivan viime aikoja. ^{2 3}

2. Miten he siinä onnistuivat?

Henkilöt, jotka mahdollistivat edullisen ja korkealaatuisen THC:n (tyypillisen päihdyttävän yhdisteen) ja CBD:n (tunnetaan lääkinnällisistä vaikutuksista) tuotannon ilman tarvetta kasvattaa kannabiskasveja, ovat Jay Keasling, kemian ja biomolekyylitekniikan professori, ja hänen kollegansa Kalifornian yliopistosta, Berkeley. 

Nämä nerot havaitsivat, että tuotanto onnistui muuntelemalla useita S. cerevisiae -hiivasta löytyviä geenejä ja liittämällä mukaan geenejä viidestä eri bakteerilajista sekä kannabiskasvista peräisin olevia geenejä.

“Prosessi on kuin oluen panemista – annat hiivalle sokeria ja se tuottaa haluamasi kannabinoidin, etanolin sijaan, jota se normaalisti tekisi.”

Kuulostaako helpolta? No, ei ihan. Tähän tarvitaan noin 16 muutosta näiden bakteerien geeneihin, jotta galaktoosi (sokeri) muuntuu THC:n ja CBD:n inaktiivisiksi muodoiksi, eli THCA:ksi ja CBDA:ksi. 

Sen jälkeen, samalla tavalla kuin normaalisti tuotetun THC:n ja CBD:n kohdalla, ne aktivoidaan kuumentamalla, mikä tunnetaan myös nimellä dekarboksylointi. Lopputuloksena saadaan noin 8 milligrammaa THC:tä litraa kohden, ja pienempiä määriä CBD:tä. Tämä tarkoittaa, että jotta oluesta tuotettujen kannabinoidien määrät yltäisivät kasveista saatuihin määriin, tuottoa pitäisi kasvattaa sadalla kertaiseksi tuotantokustannuksissa. Lisäksi, mikäli tehokasta, tämä olisi yksi ympäristöystävällisimmistä tavoista tuottaa kannabinoideja. 

Kaikki ei kuitenkaan näytä synkältä. Itse asiassa, vuonna 2015 perustetun Demetrix-nimisen yrityksen tiedemiehet ovat jo onnistuneet parantamaan tuottoa geenimuuntelun ja hiivan avulla. Tämä tutkijaryhmä on myös saanut manipuloitua oluen bakteerikantaa tuottamaan erilaisista rasvahapoista kannabinoideja, joita kannabiskasvit eivät luonnostaan tuota suurina määrinä.

Jos nämä onnistuvat lopulta hallitsemaan kannabinoidituotannon, niiden valmistaminen voisi vallankumouksellistaa kannabiksen käytön lääkinnällisissä tarkoituksissa ja laajentaa käyttöalaa entisestään. Lisäksi, koska nämä ovat synteettisesti valmistettuja, niistä voisi tulla patentoitavia aineita. Nyt nämä löydökset voivatkin houkutella lääketeollisuuden huomion, joka ei ole juurikaan tutkinut lääkkeitä, joiden pohjana olisi kannabiksen yhdisteitä. 

3. Onko muitakin tapoja tehdä ei-kasvipohjaisia kannabinoideja?

Lyhyt vastaus on kyllä. Esimerkiksi kanadalainen yritys Toronto-pohjainen Trait Biosciences kokeilee geneettistä muuntelua, tavoitteenaan tuottaa vesiliukoisia kannabinoideja erityisesti juoma- ja elintarvikealan tarpeisiin. 

Sama yritys pyrkii muuntelemaan kannabiskasvejaan siten, että jokainen osa kasvista tuottaisi kannabinoideja eikä vain pihkarauhaset eli trikomit. 

“Kaiken mitä voit tehdä hiivalla, voit tehdä kasvilla – vielä suuremmalla tuotolla ja puhtaudella,” sanoo Ronan Levy, Trait Biosciencesin strategiajohtaja.

Toinen asiantuntija Kalifornian yliopistosta, biokemisti James Bowie, esitteli vaihtoehtoisen menetelmän CBD:n tuottamiseen sokerista. Ilman että solun sisällä tarvitsisi tapahtua reaktioita, hänen tiiminsä onnistui luomaan THC:n ja CBD:n esiasteet määrinä, jotka ovat kaupallisesti kannattavia.⁴ Tutkijat kehittävät nyt tätä lähestymistapaa Invizyne Technologies -nimisen uuden start-upin kautta. 

4. Kannabisjuomien markkinat kasvavat

Yhdysvalloissa kannabisala on miljardibisnes, eikä ole vielä edes saavuttanut täyttä potentiaaliaan. Suuret yritykset havaitsivat nopeasti kasvualan mahdollisuudet.

Esimerkiksi Constellation osti 9,9 % osuuden yhdestä Kanadan suurimmista kannabisyrityksistä, Canopy Growthista. Kuinka paljon? 141 miljoonalla punnalla (148 miljoonaa euroa), kun yrityksen arvo oli 1,3 miljardia puntaa (1,3 miljardia euroa). Lisäksi Constellation suunnittelee sijoittavansa lisää ja ostavansa 38 % osuuden yrityksestä. ⁵

Toisaalta Coca-Cola:n ajatellaan keskustelevan kanadalaisen kannabiksen tuottajan, Auroran, kanssa CBD-juomien kehittämisestä. Samaan aikaan Iso-Britannian Diageo kehittää kolmea kanadalaista kannabisvalmistajaa tavoitteenaan tuoda markkinoille omat kannabispohjaiset juomat. 

5. Yhteenveto

Kyse on vain ajasta, kunnes nämä älykkäät mielet onnistuvat kesyttämään tämän pedon. Kun tämä saavutetaan, ole valmiina siihen, että kannabisala räjähtää käsiin, en ole liiketoiminnan asiantuntija mutta voisin vaikka lyödä tästä vetoa kaiken mitä minulla on. 

Joten ole valmiina – pääset todistamaan, kun kannabis valtaa koko maailman. Kun marihuana näyttää kaikille vastustajilleen, kuinka mahtava kasvi se on lääkkeenä ja raaka-aineena, näemme vihdoin, miten ihmiset muuttavat mielipiteitään siitä. 

Mitä mieltä sinä olet? Haluaisitko käyttää keinotekoisesti valmistettuja kannabinoideja vai suositko luonnollisia kotona kasvatettuja versioita?

ULKOISET LÄHTEET

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 ja Jay D. Keasling. Helmikuu 2019.
2. "Engineering yeasts as platform organisms for cannabinoid biosynthesis" Bastian Zirpel, Friederike Degenhardt, Chantale Martin, Oliver Kayser ja Felix Stehle. Lokakuu 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 ja Oliver Kayser. Syyskuu 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 ja 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" Official Press Release. Toukokuu 2020.