Onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR) hebben uitgestorven enzymen gereconstrueerd die miljoenen jaren geleden actief waren in voorouders van de cannabisplant. Deze voorouderlijke cannabisenzymen blijken meerdere cannabinoïden tegelijk te kunnen produceren, in tegenstelling tot moderne gespecialiseerde enzymen die slechts één stof aanmaken. Het onderzoek werd op 26 december 2025 gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Plant Biotechnology Journal.
De onderzoekers Robin van Velzen en Cloé Villard wilden achterhalen hoe THC, CBD en CBC in cannabis zijn ontstaan. Door ancestrale sequentie-reconstructie en heterologe expressie konden zij drie uitgestorven cannabinoïd oxidocyclase-enzymen tot leven wekken en functioneel karakteriseren.
Eenvoudiger te produceren voor biotechnologie en farmacie
De gereconstrueerde oerenzymen blijken robuuster en flexibeler dan hun moderne nazaten. Volgens Van Velzen, die ook betrokken is bij medicinale cannabisproducent Bedrocan, zijn deze enzymen eenvoudiger te produceren in micro-organismen zoals gistcellen. “Wat ooit evolutionair ‘onaf’ was, blijkt nu juist heel bruikbaar”, aldus de onderzoeker. Dit maakt de voorouderlijke enzymen aantrekkelijk als startpunt voor biotechnologische en farmaceutische toepassingen.
In moderne cannabisplanten produceren gespecialiseerde enzymen specifieke cannabinoïden uit de voorloper cannabigerolzuur (CBGA). Dit gebeurde via gendupplicatie en diversificatie, wat leidde tot subfunctionalisering en de huidige hooggespecialiseerde THCA- en CBDA-synthases.
CBC-enzym opent weg naar nieuwe medicinale planten
Een van de gereconstrueerde enzymen produceert een specifieke vorm van cannabichromenzuur (CBC), een cannabinoïde met ontstekingsremmende en pijnstillende eigenschappen. Er bestaat momenteel geen cannabisplant met een hoog CBC-gehalte. Het inbrengen van dit voorouderlijk enzym in een cannabisplant zou kunnen leiden tot innovatieve medicinale plantvariëteiten voor therapeutische doeleinden.
De ancestrale en hybride enzymen vertoonden unieke activiteiten en waren eenvoudiger heteroloog te produceren dan hun hedendaagse tegenhangers. Het onderzoek draagt bij aan begrip van de oorsprong, evolutie en het moleculaire mechanisme van cannabinoïd oxidocyclasen, met nieuwe perspectieven voor veredeling, biotechnologie en medische toepassingen.
