ビール酵母を使ったカンナビス醸造の最前線
- 1. ビール酵母からthcとcbdを作る
- 2. どうやって成し遂げたのか？
- 3. 植物以外のカンナビノイド生成法は？
- 4. 高まるカンナビスドリンク市場
- 5. まとめ
世界的に見ても
例えば、今日よく知られている伝統的なマリファナの栽培方法—屋外・室内ともに—も昔とはまったく異なります。かつてはすべてが自然の恩恵や太陽光リズムに頼るものでした。その後、最初の屋内栽培が登場し、パノラマ自体を一変させました。
時代とともに変わったのは栽培方法だけでなく、ウィード植物中の様々なカンナビノイドの入手法も進化しています。最近、科学者たちはビール酵母からカンナビノイドを醸造できることを発見しました。そう、ビールです。この新発見の詳細を見ていきましょう。
1. ビール酵母からTHCとCBDを作る
そもそもTHCやCBDをマリファナ植物から抽出せずに作れるのかと疑問に思った方もいるでしょう。その通り、私たちも気になります。これは優れた科学者たちがハッキングに成功した成果です。1
研究者の発表によれば、THC（テトラヒドロカンナビノール）やCBD（カンナビジオール）は、醸造用酵母・サッカロマイセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）に含まれるガラクトースという糖を改変することで生産が可能です。ウィード植物自体に含まれるカンナビノイド量は限られているため、この発酵プロセスが確立されれば、従来の植物栽培より簡単・安価・安定したTHC・CBD生産が可能となります。
これは長年にわたる実験と試行錯誤の賜物で、ついにこのバクテリア（酵母）のハッキングに成功しました。以前から酵母内にカンナビノイド生合成経路の各要素を組み込むことは可能と考えられていましたが、完全なプロセスが実現したのは最近のことです。2 3
2. どうやって成し遂げたのか？
低コストかつ高品質のTHC（典型的な酩酊をもたらす成分）およびCBD（医療用途で注目）を植物なしで生産することに成功したのは、カリフォルニア大学バークレー校の化学・生体分子工学教授ジェイ・キースリングと彼女の研究チームです。
彼らはS. cerevisiae内の複数の遺伝子を改変し、さらに5種類のバクテリアからの遺伝子や大麻植物由来の遺伝子を導入する方法を見出しました。
「このプロセスはビールの醸造とほぼ同じで、酵母に糖を与えるだけで望むカンナビノイドが生成されます。酵母が通常作るのはエタノールですが、今回はそれをカンナビノイドに変えているのです。」
簡単そうに聞こえますか？実際はそこまで単純ではありません。これを実現するため、約16もの遺伝子改変を施し、ガラクトース（糖）をTHCまたはCBDの不活性型であるTHCA・CBDAに変換しています。
その後、通常のTHC・CBD同様、加熱による脱炭酸プロセスを経て活性化されます。得られる結果は？1リットルあたり約8ミリグラムのTHC、CBDはそれより少量。つまり、ビール酵母由来カンナビノイドが植物抽出分に追いつくには、生産性を100倍高める必要があります。それでも、もし効果的なら、最も環境負荷の少ないカンナビノイド生産方法の一つとなり得ます。
しかしこの新発見の可能性はまだまだ広がります。実際、2015年設立のDemetrixという企業の科学者たちは、酵母と遺伝子改変によるカンナビノイド収量の向上にも既に成功しています。このチームはさらに、ビール酵母を利用して各種脂肪酸から、自然界には大量に存在しない種類のカンナビノイドの生成をも成し遂げています。
もしこれらのカンナビノイドの生産が自在に制御できれば、醸造による生成は医療用途を含むマリファナのさまざまな応用を革命的に拡大させるでしょう。さらに人工的に生まれたこれら物質は特許化も可能。今後、製薬企業の注目も集まりそうです。現状、マリファナ成分をベースにした薬の分野に本格参入している企業はごく一部に過ぎません。
3. 植物以外のカンナビノイド生成法は？
答えはイエス。例えばトロント拠点のTrait Biosciences社は、飲料業界向けに水溶性カンナビノイドの生産を目指し、大麻遺伝子組換えの実験を行っています。
この会社は、大麻植物のあらゆる部位をすべてカンナビノイド生産器官にしようと改良を進めています（従来はトリコームと呼ばれる樹脂腺のみ対象）。
「酵母でできることはすべて、植物自体でもはるかに高い収量・純度で実現可能です」とTrait Biosciencesのロナン・レビー最高戦略責任者は語っています。
またカリフォルニア大学の生化学者ジェームズ・ボウイも、細胞内反応を必要としない砂糖由来CBD生成の新たなアプローチを紹介しています。彼のチームはTHCとCBDの前駆体カンナビノイド生成に成功し、これは商業化できるレベルの量です。4現在この方法はスタートアップのInvizyne Technologiesで開発が続けられています。
4. 高まるカンナビスドリンク市場
米国ではカンナビス産業が数十億ドル規模のビジネスとなっており、まだ潜在力のすべてが発揮されたわけではありません。当然、巨大企業がこの金鉱に気づくのも早かったのです。
例えばConstellation社は、カナダ最大級のマリファナ企業Canopy Growthの株式9.9%を取得しました。価格は1億4100万ポンド（1億4800万ユーロ）、企業価値は13億ポンド（13億ユーロ）でした。さらにConstellationは同社へ追加投資し、最大38%の株式取得を目指しています。 5
他方、Coca-Colaもカナダの大麻生産者AuroraとともにCBD入り飲料の開発で協議していると考えられています。イギリスのDiageoも、既にカナダの大麻メーカー3社と共同で、カンナビスベースの飲料独自ブランドの発売を目指しています。
5. まとめ
マリファナという驚異の植物を研究するこれら才知あふれる人たちが、この難題を完全に手なずけるのは時間の問題です。もしそうなれば、カンナビス業界は一気に爆発的成長を遂げるでしょう。私はビジネスの専門家ではありませんが、間違いなく全財産を賭けられるほどです。
だから、マリファナが世界を席巻する日を、目を開いて待ちましょう。カンナビスが反対派全員に「いかに優れた植物であり、医療にも有用な複合体」であるかを示したとき、彼らの
あなたはどう思いますか？これら人工的に作られたカンナビノイドを自宅栽培したナチュラルなものよりも選びますか？
参考文献
- 「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 and Jay D. Keasling. 2019年2月.
- 「Engineering yeasts as platform organisms for cannabinoid biosynthesis」 Bastian Zirpel, Friederike Degenhardt, Chantale Martin, Oliver Kayser, and Felix Stehle. 2017年10月.
- 「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, and Oliver Kayser. 2015年9月.
- 「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, amd James U. Bowie.
- 「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」 公式プレスリリース. 2020年5月.
コメント