Aus der Wissenschaft

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Verwendung von Glühwürmchen-Genen zum Verständnis der Cannabisbiologie

Cannabis enthält Dutzende von Verbindungen, die als Cannabinoide bekannt sind. Diese werden von Trichomen produziert, kleinen stacheligen Ausstülpungen auf der Oberfläche von Cannabisblüten. Abgesehen von dieser Tatsache wissen Wissenschaftler nur sehr wenig darüber, wie die Biosynthese von Cannabinoiden gesteuert wird. Yi Ma, wissenschaftliche Assistenzprofessorin, und Gerry Berkowitz, Professor am College of Agriculture, Health and Natural Resources der University of Connecticut (UConn), USA, haben Mittel aus der Nationalen Forschungsinitiative des USLandwirtschaftsministeriums erhalten, um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen hinter der Entwicklung des Trichroms und der Cannabinoidsynthese zu ergründen. Berkowitz und Ma haben, zusammen mit den ehemaligen Doktoranden Samuel Haiden und Peter Apicella, Transkriptionsfaktoren entdeckt, die für die Trichom-Initiation und die Cannabinoid-Biosynthese verantwortlich sind. Transkriptionsfaktoren sind Moleküle, die bestimmen, ob ein Stück der DNA eines Organismus in RNA umgeschrieben und damit exprimiert wird. In diesem Fall bewirken die Transkriptionsfaktoren, dass sich die Epidermiszellen der Blüten in Trichome verwandeln. Die Entdeckung des Teams wurde in einem Artikel in der Zeitschrift Plants veröffentlicht. Ähnliche Forschungsarbeiten zu Trichomen wurden auch in Plant Direct veröffentlicht. Aufgrund der potenziellen wirtschaftlichen Bedeutung des Gens hat die UConn eine vorläufige Patentanmeldung für die Technologie eingereicht. Mit diesem neuen Zuschuss werden die Forscher weiter ergründen, wie diese

Transkriptionsfaktoren bei der Trichomentwicklung während der Blütenreifung eine Rolle spielen. Berkowitz und Ma werden die relevanten Promotoren, der Teil der DNA, an den Transkriptionsfaktoren binden, klonen. Anschließend werden sie die Promotoren zusammen mit einer Kopie des Gens, das Glühwürmchen zum Leuchten bringt (Glühwürmchen-Luciferase), in die Zellen einer Modellpflanze einbauen. Die Luciferase ist mit dem Cannabis-Promotor fusioniert, so dass der Luciferase-Reporter Licht erzeugt, wenn der Promotor durch ein Signal aktiviert wird. Die Forscher werden die klonierten Promotoren und die Luciferase in ein Plasmid laden. Plasmide sind ringförmige DNA-Moleküle, die sich unabhängig von den Chromosomen replizieren können. Dadurch können die Wissenschaftler die gewünschten Gene exprimieren, obwohl sie nicht Teil der genomischen DNA der Pflanze sind. Sie bringen diese Plasmide in die Pflanzenblätter oder Protoplasten, Pflanzenzellen ohne Zellwand, ein. Wenn der Promotor, der die Luciferase -Expression steuert, mit den Transkriptionsfaktoren in Berührung kommt, die für die Trichom-Entwicklung verantwortlich sind, oder durch andere Signale wie Pflanzenhormone ausgelöst wird, erzeugt der Luciferase“Reporter“ Licht. Ma und Berkowitz werden ein Luminometer verwenden, das misst, wie viel Licht von der Probe ausgeht. Dies wird den Forschern Aufschluss darüber geben, ob die von ihnen untersuchten Promotorbereiche von Transkriptionsfaktoren kontrolliert werden, die für die Entwicklung von Trichomen oder die Modulation von Genen verantwortlich sind, die für Enzyme der CannabinoidBiosynthese kodieren. Sie können außerdem herausfinden, ob die Promotoren auf hormonelle Signale reagieren.

Yi Ma vor Cannabispflanzen im CAHNR-Gewächshaus der UConn. Foto: Jason Sheldon/UConn Photo

DOI 10.3390/plants11111519

Quelle: University of Connecticut

Gründe für Cannabiserwerb aus illegalen statt aus legalen Quellen

Trotz der Legalisierung des Cannabisverkaufs in Kanada und vielen US-Bundesstaaten gibt es auch dort immer noch einen illegalen Markt. Eine neue Studie, die im Journal of Studies on Alcohol and Drugs veröffentlicht wurde, legt nahe, dass die höheren Preise und die Unannehmlichkeiten, die mit legalen Quellen verbunden sind, ein Hindernis sein könnten, das die Verbraucher dazu bringt, illegale Anbieter aufzusuchen. Forscher der University of Waterloo in Ontario untersuchten Angaben aus der Internationalen Cannabispolitik-Studie 2019 und 2020, in der Daten von 16- bis 65-Jährigen erhoben wurden. Die Teilnehmer wurden gefragt, wie viel von dem Marihuana, das sie in den letzten zwöf Monaten konsumierten, aus legalen oder genehmigten Quellen stammte. Wenn

jemand einen Wert von weniger als 100 % angab, wurde er aufgefordert, aus einer Liste von Gründen für den Kauf von illegalem Cannabis zu wählen. „Legale Quellen haben höhere Preise“ war in beiden Jahren die häufigste Antwort der Befragten in Kanada (35,9 % im Jahr 2019 und 34,6 % im Jahr 2020) sowie in den USA (27,3 % im Jahr 2019 und 26,7 % im Jahr 2020). Bequemlichkeit – abgedeckt durch „Legale Quellen waren weniger bequem“ und „Legale Geschäfte waren zu weit entfernt/es gibt keine in meinem Wohnort“ – stand ebenfalls ganz oben auf der Liste, wobei der Prozentsatz der Befragten, die diese Gründe nannten, zwischen 10,6 % und 19,8 % lag. Andere mögliche Gründe – wie geringe Qualität, der Wunsch, anonym zu bleiben, Liefergeschwindigkeit und Loyalität gegenüber einem Händler – wurden von den Befragten weniger häufig als Faktoren für die Kaufentscheidung genannt. Der Mitautor der Studie David Hammond, Ph.D., Professor und Lehrstuhlinhaber für Universitätsforschung an der School of Public Health Sciences der University of Waterloo berichtet, dass auch Unterschiede zwischen den Gerichtsbarkeiten und Veränderungen im Laufe der Zeit beobachtet wurden. Viele Gründe seien in späteren Jahren zurückgegangen, was Veränderungen in der Anzahl der Geschäfte und dem Preis von Cannabis in Kanada und den US-Bundesstaaten, die den Cannabiskonsum für Erwachsene legalisiert haben, widerspiegele. Möglicherweise könnten die COVID-19-Beschränkungen für einige der Veränderungen zwischen den Antworten der Umfrage von 2019 und 2020 verantwortlich sein. Mehr als 10 % der Befragten sowohl in den USA als auch in Kanada gaben an, dass die Pandemie ihre Möglichkeiten zum legalen Kauf im Jahr 2020 eingeschränkt hat. In mehreren US-Bundesstaaten und kanadischen Provinzen wurde der Lieferservice für legales Cannabis während der Pandemie zu einer Option, was einen Teil des Rückgangs der Befragten erklären könnte, die von langen Lieferzeiten und Unannehmlichkeiten berichteten. Laut Hammond hängen viele der potenziellen Vorteile der Legalisierung – einschließlich Produktstandards, Einnahmen für legale Unternehmen und eine geringere Belastung des Strafrechtssystems – davon ab, dass die Verbraucher zu legalen Cannabisquellen wechseln. Angesichts der Bedeutung dieses Themas gebe es erstaunlich wenig empirische Belege für die Faktoren, die bestimmen, wo die Verbraucher ihre Produkte in einem legalen Markt beziehen. Hammond und seine Kollegen schreiben, dass sich künftige Forschungen darauf konzentrieren sollten, wie sich die wahrgenommenen Hindernisse für legale Märkte ändern, wenn sich diese Märkte weiterentwickeln. Aus Sicht der Forscher nimmt die Zahl der Geschäfte pro Kopf tendenziell zu, wenn die Märkte reifen und es wird erwartet, dass Unannehmlichkeiten weniger ein Hindernis darstellen. Daher müssten die Regulierungsbehörden die Prioritäten der öffentlichen Gesundheit und der Strafjustiz gegeneinander abwägen, um einen wettbewerbsfähigen Markt für legales Cannabis zu schaffen, der den legalen Kauf fördert.

DOI 10.15288/jsad.2022.83.392

Quelle: University of Waterloo

Alkohol, Tabak und Marihuana bei Jugendlichen im Pre-Teen Alter

Eine Studie der Michigan Medicine - University of Michigan, USA, zeigt, dass eins von zehn Kindern im Pre-Teen Alter neugierig auf den Konsum von Alkohol oder Tabakprodukten ist. Eins von 50 der befragten Kinder sagte, dass es neugierig auf Marihuana ist. Immerhin 3 % der fast 12.000 befragten 9- und 10-Jährigen gaben an, dass sie einen Freund haben, der eine dieser Substanzen konsumiert. Und diejenigen, die dies angaben, waren auch sehr viel häufiger neugierig darauf, selbst Alkohol oder Tabak und andere nikotinhaltige Produkte zu probieren. Bis zu 35 % der Eltern der Kinder gaben an, dass ihre Kinder zu Hause leichten Zugang zu Alkohol haben könnten, während ein geringerer Prozentsatz dasselbe über Tabak (7 %) oder Marihuana (3 %) sagte. Etwa ein Viertel der Eltern gab an, dass sie noch keine Regeln für ihre Kinder in diesem Alter aufgestellt haben, ob sie diese Substanzen konsumieren dürfen. Die Studie, die in der Juni-Ausgabe der Drug & Alcohol Dependence Reports veröffentlicht wurde, wurde von einem Forscher der University of Michigan geleitet, der Daten aus einem großen nationalen Projekt verwendete. In allen Gruppen waren die Kinder eher neugierig auf Alkohol oder Nikotin, wenn ihre Eltern sagten, dass diese Substanzen zu Hause leicht verfügbar sind. Dasselbe galt für die Neugier auf Nikotin bei Kindern, deren Eltern keine besonderen Regeln für den Konsum von Tabak oder anderen nikotinhaltigen Substanzen aufgestellt hatten. Diese Informationen könnten dazu beitragen, künftige Bemühungen um maßgeschneiderte Präventionsbotschaften und -maßnahmen zu unterstützen und die Kinder mit dem höchsten Risiko für künftige Probleme zu identifizieren, sagt Meghan Martz, Ph.D., Hauptautorin der neuen Studie und wissenschaftliche Assistenzprofessorin mit Spezialisierung auf die Entwicklung von Meghan Martz Substanzkonsumstörungen in der Abteilung für Psychiatrie am Michigan Medicine, dem akademischen medizinischen Zentrum der U-M.

Meghan Martz (Quelle & Bild: Michigan Medicine - University of Michigan)

DOI: 10.1016/j.dadr.2022.100037