การต้มกัญชาด้วยยีสต์เบียร์ที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรม

• 1. เปลี่ยนยีสต์เบียร์เป็น thc และ cbd
• 2. พวกเขาทำได้อย่างไร?
• 3. มีวิธีอื่นในการสร้างแคนนาบินอยด์สังเคราะห์โดยไม่ใช้พืชหรือไม่?
• 4. ตลาดเครื่องดื่มกัญชาโตขึ้นเรื่อย ๆ
• 5. สรุป

การใช้กัญชา กำลังเพิ่มขึ้นในระดับโลก นี่คือเรื่องที่ปฏิเสธไม่ได้ ในขณะที่หลายประเทศเริ่มยอมรับและออกกฎหมายเกี่ยวกับการใช้พืชศักดิ์สิทธิ์ชนิดนี้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์หรือเพื่อความผ่อนคลาย อุตสาหกรรมกัญชาก็กำลังอยู่บนเส้นทางเติบโตอย่างรวดเร็ว การขยายตัวของอุตสาหกรรมกัญชายังเปิดประตูสู่งานวิจัยและการค้นพบ ใหม่ ๆ เกี่ยวกับต้นกัญชาและการใช้ประโยชน์ที่เป็นไปได้อื่น ๆ ด้วย เช่นเดียวกับสิ่งต่าง ๆ ในโลกที่พัฒนาไปไม่หยุด ทั้งมนุษย์ เทคโนโลยี วัฒนธรรม และอารยธรรม กัญชาเองก็ไม่หยุดนิ่งเช่นกัน 

ตัวอย่างเช่น รูปแบบการปลูกกัญชาแบบดั้งเดิมที่เรารู้จักในปัจจุบัน ไม่ว่าจะปลูกกลางแจ้งหรือในร่ม ต่างจากในอดีตอย่างมาก ในช่วงเริ่มต้นการปลูกกัญชาทั้งหมดเน้นการใช้ทรัพยากรธรรมชาติและแสงจากดวงอาทิตย์อย่างเป็นธรรมชาติ ต่อมาเมื่อมีการปลูกในร่ม ก็เปลี่ยนมุมมองต่อการเพาะปลูกไปอย่างสิ้นเชิง 

เช่นเดียวกับที่วิธีการเพาะปลูกเปลี่ยนไป ช่องทางการสกัด แคนนาบินอยด์ ต่าง ๆ จากต้นกัญชาก็กำลังพัฒนาเร็วมาก ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าสามารถสังเคราะห์แคนนาบินอยด์จากยีสต์เบียร์ที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรม ถูกต้องแล้ว จากเบียร์! มาค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับการค้นพบใหม่นี้กัน 

1. เปลี่ยนยีสต์เบียร์เป็น THC และ CBD

คุณอาจสงสัยว่าทำอย่างไรจึงจะผลิตTHC และCBD ได้โดยไม่ต้องใช้ต้นกัญชา เราเองก็สงสัยเหมือนกัน ทั้งหมดนี้เป็นผลจากการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ผู้เก่งกาจที่สามารถไขรหัสนี้ได้สำเร็จ ¹

จากผลการวิจัย THC หรือ เตตระไฮโดรแคนนาบินอล และ CBD หรือ แคนนาบิดิออล สามารถผลิตได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงน้ำตาลชนิดหนึ่งในยีสต์เบียร์ หรือที่เรียกว่า กาแลกโตส ซึ่งอยู่ใน Saccharomyces cerevisiae ในเมื่อต้นกัญชาให้แคนนาบินอยด์เหล่านี้ในปริมาณจำกัด กระบวนการหมักนี้จึงอาจทำให้ผลิต THC และ CBD ได้ง่ายขึ้น ถูกลง และเชื่อถือได้มากกว่าการปลูกต้นกัญชาแบบดั้งเดิม 

นี่คือผลลัพธ์ของการทดสอบและทดลองหลายปี จนกระทั่งในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็แฮ็กกลไกของแบคทีเรียนี้สำเร็จ งานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าความเป็นไปได้ของการสร้างเส้นทางผลิตแคนนาบินอยด์ต่าง ๆ ในยีสต์มีอยู่แล้ว เพียงแต่กระบวนการครบวงจรเพิ่งสำเร็จไม่นานมานี้เอง ^{2 3}

2. พวกเขาทำได้อย่างไร?

ผู้อยู่เบื้องหลังการผลิตTHC คุณภาพสูง ราคาถูก ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดความเคลิบเคลิ้ม และ CBD สำหรับใช้ทางการแพทย์ โดยไม่ต้องปลูกต้นกัญชา คือ Jay Keasling ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุล กับทีมของเธอจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ 

พวกเขาพบว่าสามารถทำได้ด้วยการดัดแปลงยีนของ S. cerevisiae หลายตำแหน่ง พร้อมเพิ่มยีนจากแบคทีเรีย 5 ชนิด และยีนจากต้นกัญชาเข้าไป

“กระบวนการคล้ายกับการหมักเบียร์มาก เพียงแค่ให้น้ำตาลกับยีสต์ พวกมันก็จะผลิตแคนนาบินอยด์ตามที่คุณต้องการ แทนที่จะเป็นเอทานอลอย่างปกติ”

ฟังดูเหมือนง่ายใช่ไหม? ที่จริงไม่ง่ายเลย พวกเขาต้องปรับเปลี่ยนยีนมากถึง 16 ตำแหน่งของยีสต์ชนิดนี้ เพื่อเปลี่ยนน้ำตาลกาแลกโตส ให้กลายเป็น THC หรือ CBD ในรูปแบบที่ยังไม่ได้ออกฤทธิ์ คือ THCA และ CBDA. 

และเช่นเดียวกับ THC และ CBD ที่ผลิตตามปกติ ทั้งหมดจะถูกแปลงให้มีฤทธิ์โดยการให้ความร้อนหรือเรียกว่ากระบวนการ decarboxylation ผลลัพธ์ก็คือ THC ประมาณ 8 มิลลิกรัมต่อลิตร และ CBD ในปริมาณน้อยกว่า ซึ่งหมายความว่า ถ้าต้องการผลิตแคนนาบินอยด์จากเบียร์ให้ได้เทียบเท่ากับที่สกัดจากต้นกัญชา จะต้องเพิ่มผลผลิตอีกประมาณร้อยเท่าตัวสำหรับต้นทุน นอกจากนี้ หากได้ผลสำเร็จจริง นี่จะกลายเป็นหนึ่งในวิธีผลิตแคนนาบินอยด์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่สุด 

แต่อนาคตของเทคโนโลยีนี้ก็ไม่ได้สิ้นหวังเลย นักวิทยาศาสตร์จากบริษัท Demetrix ที่ก่อตั้งในปี 2015 ได้เพิ่มผลผลิตของแคนนาบินอยด์จากยีสต์และการปรับยีนได้สำเร็จแล้ว ทีมนักวิจัยกลุ่มนี้ยังสามารถเปลี่ยนกรดไขมันบางชนิด
ให้กลายเป็นแคนนาบินอยด์บางตัวที่โดยธรรมชาติจะมีปริมาณน้อยในต้นกัญชาด้วย

ถ้าในที่สุดพวกเขาควบคุมการผลิตแคนนาบินอยด์เหล่านี้ได้ การผลิตในลักษณะนี้ก็จะปฏิวัติการใช้กัญชาทางการแพทย์ โดยเปิดโอกาสการใช้งานที่กว้างขึ้น นอกจากนี้ สารเหล่านี้อาจได้รับสิทธิบัตรเพราะเป็นสารที่สร้างขึ้นในห้องทดลอง การค้นพบแคนนาบินอยด์สังเคราะห์เช่นนี้ยังน่าจะดึงดูดความสนใจจากบริษัทยา แม้ว่าจะยังมีไม่กี่รายที่วิจัยยาที่ใช้สารจากกัญชาจริงจัง 

3. มีวิธีอื่นในการสร้างแคนนาบินอยด์สังเคราะห์โดยไม่ใช้พืชหรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ คือ มี เช่น บริษัทแคนาดา Trait Biosciences ในโตรอนโต ก็กำลังทดลองตัดแต่งพันธุกรรมกัญชาเพื่อผลิตแคนนาบินอยด์ที่ละลายน้ำ สำหรับอุตสาหกรรมเครื่องดื่มและน้ำดื่ม 

บริษัทเดียวกันนี้ยังต้องการดัดแปลงต้นกัญชาเพื่อให้ทุกส่วนของต้นผลิตแคนนาบินอยด์ได้ ไม่จำกัดแค่ต่อมเรซินหรือไตรโคมเท่านั้น 

“ทุกอย่างที่ทำในยีสต์ได้ คุณทำในต้นพืชได้ด้วยผลผลิตและความบริสุทธิ์ที่สูงกว่า” รอนาน เลวี ประธานฝ่ายกลยุทธ์ของ Trait Biosciences กล่าว

ผู้เชี่ยวชาญอีกคนจาก UC, เจมส์ โบวี นักชีวเคมี ยังเสนอวิธีใหม่ในการสกัด CBD จากน้ำตาล โดยไม่ต้องอาศัยปฏิกิริยาในเซลล์ ทีมของเขาสามารถสร้างสารตั้งต้นของ THC และ CBD ขึ้นมาเองในปริมาณที่คุ้มค่าสำหรับเชิงพาณิชย์⁴ ขณะนี้กำลังพัฒนาต่อยอดในบริษัทสตาร์ทอัพ Invizyne Technologies 

4. ตลาดเครื่องดื่มกัญชาโตขึ้นเรื่อย ๆ

ในสหรัฐฯ อุตสาหกรรมกัญชาเป็นธุรกิจ มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ ทั้ง ๆ ที่ศักยภาพที่แท้จริงยังถูกจำกัดอยู่ บริษัทยักษ์ใหญ่เห็นโอกาสนี้อย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างเช่น Constellation ซื้อหุ้น 9.9% ในบริษัท กัญชารายใหญ่ของแคนาดา อย่าง Canopy Growth ด้วยเงิน £141 ล้าน (€148 ล้าน) เมื่อบริษัทประเมินมูลค่าไว้ที่ £1.3 พันล้าน (€1.3 พันล้าน) และยังตั้งใจจะลงทุนเพิ่มและถือหุ้นสูงถึง 38% ของธุรกิจ ⁵

ในทางกลับกัน Coka-Cola ก็กำลังเจรจากับ Aurora ผู้ผลิตกัญชาแคนาดาเพื่อพัฒนาเครื่องดื่มผสม CBD ส่วน Diageo จากอังกฤษกำลังพัฒนาเครื่องดื่มกัญชา 3 สายพันธุ์ ร่วมกับผู้ผลิตแคนาดา เพื่อจะเปิดตัวเครื่องดื่มกัญชาของตัวเอง 

5. สรุป

อีกไม่นาน หลังจากเหล่านักวิทยาศาสตร์อัจฉริยะที่ค้นคว้าเกี่ยวกับกัญชาสำเร็จในการควบคุมเสือกระทิงตัวนี้แล้ว อุตสาหกรรมกัญชาจะเติบโตอย่างมากมาย แม้ฉันจะไม่ใช่กูรูธุรกิจแต่ก็กล้าเดิมพันทุกอย่างเลย! 

เตรียมตัวยืนรอดูวันที่กัญชาจะเปลี่ยนโลก เมื่อกัญชาได้แสดงศักยภาพที่โดดเด่นในฐานะพืชสมุนไพรและสารประกอบทางยาให้แก่คนที่ต่อต้านได้เห็น เราจะได้เห็นการเปลี่ยนทัศนคติของพวกเขา 

คุณล่ะคิดว่าอย่างไร? คุณจะกินแคนนาบินอยด์สังเคราะห์เหล่านี้หรือต้องการสารสกัดจากธรรมชาติจากต้นที่คุณปลูกเอง?

แหล่งอ้างอิงภายนอก

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 and Jay D. Keasling. February 2019.
2. "Engineering yeasts as platform organisms for cannabinoid biosynthesis" Bastian Zirpel, Friederike Degenhardt, Chantale Martin, Oliver Kayser, and Felix Stehle. October 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, and Oliver Kayser. September 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, amd 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. May 2020.