Opium, morfina, heroina, kodeina i leki syntetyczne, takie jak hydrokodon, mają jedną wspólną cechę: wszystkie pochodzą z maku lekarskiego, Papaver somniferum, ładnego kwiatu uprawianego w suchym klimacie. Leslie Nemo z LiveScience donosi, że badacze przeanalizowali genom maku, stwierdzając, że seria mutacji w roślinie ponad 7 milionów lat temu dała kwiatowi jego supresję przeciwbólową.
Aby to zbadać, międzynarodowy zespół naukowców zsekwencjonował 2, 72 miliarda par zasad na 11 chromosomach, które stanowią większość genomu maku lekarskiego, zgodnie z ich najnowszymi badaniami opublikowanymi w czasopiśmie Science. Następnie zidentyfikowali i zbadali 15 genów wytwarzających morfinę i inne pokrewne związki. Korzystając z techniki zwanej „zegarem molekularnym”, byli w stanie powiedzieć, jak daleko w czasie miały miejsce pewne mutacje.
Pierwszy duży rozwój nastąpił 110 milionów lat temu, kiedy mak wykonał dodatkową kopię prawie całego swojego genomu. Nie jest to niezwykłe w przypadku niektórych rodzajów roślin. Podczas gdy jedna kopia pozostaje względnie stabilna, druga kopia często rozwija ciekawe mutacje, które nadają roślinie nowe cechy. Zgodnie z komunikatem prasowym ten duplikat genomu dał makowi zdolność do wytwarzania różnych związków, które pomagają odeprzeć drobnoustroje i szkodniki, ale także przyciągają więcej zapylaczy.
Ponad 7, 8 miliona lat temu dwa geny do syntezy tych substancji chemicznych połączyły się w „megagen” o nazwie STORR, który jest odpowiedzialny za pierwsze etapy syntezy morfiny i kodeiny. Nemo donosi, że bez dużego genu mak przekształciłby cząsteczki prekursorowe w noskapinę, związek bez właściwości przeciwbólowych.
Ale gen STORR nie działa sam na produkcję morfiny - wygląda na to, że zespół genów pomaga w tym procesie. Kiedy, dlaczego i jak gen STORR połączył się z innymi, aby wytworzyć silny środek przeciwbólowy, jest tajemnicą, którą naukowcy mają nadzieję zbadać w dalszych badaniach.
Na razie jednak posiadanie genomu maku to wielka sprawa dla producentów leków. Ryan Mandelbaum z Gizmodo donosi, że chociaż epidemia opioidów sprawia wrażenie, jakby świat był zalany narkotykami, tak nie jest. Wiele regionów, zwłaszcza krajów niezachodnich, boryka się z niedoborami morfiny i narkotyków w leczeniu pacjentów w klinikach medycznych, dlatego kluczowe jest znalezienie tańszych i szybszych sposobów wytwarzania leków.
Obecnie uprawa maku lekarskiego jest nadal najlepszym sposobem na wytwarzanie tych związków, co dzieje się w gospodarstwach na łuku o długości 4500 mil od Turcji do Birmy. Przydatna sekwencja genomu maku może pozwolić naukowcom hodować nowe odmiany maku, które lepiej rosną na polach uprawnych. „Jak każdy inny gatunek rośliny, maki są narażone na choroby powodowane przez pleśń”, mówi Graham Katherine Gammon z Inside Science. „W przyszłości moglibyśmy uzyskać wyższe plony leków w kontrolowany sposób dzięki uprawom odpornym na choroby”.
