Opium, morfine, heroïne, codeïne en synthetische drugs zoals hydrocodon hebben één groot ding gemeen: ze zijn allemaal afgeleid van de opiumpapaver, Papaver somniferum, een mooie bloem gekweekt in droge klimaten. Leslie Nemo van LiveScience meldt dat onderzoekers het genoom van de papaver hebben geanalyseerd en ontdekten dat een reeks mutaties in de plant meer dan 7 miljoen jaar geleden de bloem zijn pijnstillende superkracht gaf.
Om dit te onderzoeken, heeft een internationaal team van onderzoekers de 2, 72 miljard basenparen bepaald over 11 chromosomen die het grootste deel van het genoom van de opiumpapaver vormen, volgens hun nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science. Ze identificeerden vervolgens en dreven neer op 15 genen die morfine en andere verwante verbindingen produceren. Met behulp van een techniek die de 'moleculaire klok' wordt genoemd, konden ze vertellen hoe ver terug in de tijd bepaalde mutaties plaatsvonden.
De eerste grote ontwikkeling vond 110 miljoen jaar geleden plaats toen de papaver een extra kopie maakte van bijna het hele genoom. Dat is niet ongebruikelijk in bepaalde soorten planten. Terwijl een kopie relatief stabiel blijft, ontwikkelt de tweede kopie vaak interessante mutaties die de plant nieuwe kenmerken geven. Volgens een persbericht gaf dit dubbele genoom de papaver de mogelijkheid om verschillende verbindingen te produceren die helpen microben en ongedierte af te weren, maar ook meer bestuivers aantrekken.
Meer dan 7, 8 miljoen jaar geleden zijn twee genen voor het synthetiseren van deze chemicaliën samengevoegd tot een "megageen" genaamd STORR, dat verantwoordelijk is voor de eerste fasen van de synthese van morfine en codeïne. Nemo meldt dat zonder het grote gen de klaproos precursormoleculen zou transformeren in noscapine, een verbinding zonder pijnstillende eigenschappen.
Maar het STORR-gen werkt niet alleen om morfine te produceren - het lijkt erop dat een team genen bij het proces helpt. Wanneer, waarom en hoe het STORR-gen in contact kwam met anderen om de krachtige pijnstiller te produceren, is een mysterie dat de onderzoekers in toekomstige studies hopen verder te onderzoeken.
Voorlopig is het in handen hebben van het poppy-genoom echter een groot probleem voor geneesmiddelenfabrikanten. Ryan Mandelbaum bij Gizmodo meldt dat hoewel de opioïde-epidemie het lijkt alsof de wereld overspoeld is met drugs, dat is niet het geval. Veel regio's, vooral niet-westerse landen, kampen met een tekort aan morfine en verdovende middelen bij de behandeling van patiënten in medische klinieken, dus het is van cruciaal belang om goedkopere, snellere manieren te vinden om de medicijnen te produceren.
Momenteel is het verbouwen van opiumpapavers nog steeds de beste manier om deze verbindingen te produceren, wat gebeurt op boerderijen in een boog van 4.500 mijl van Turkije naar Birma. Door de poppy-genoomsequentie bij de hand te hebben, kunnen onderzoekers nieuwe stammen van papavers kweken die beter groeien in landbouwvelden. "Net als elke andere plantensoort, zijn papavers onderhevig aan ziekten door meeldauw, " vertelt Graham Katherine Gammon van Inside Science. "In de toekomst zouden we op een gecontroleerde manier hogere opbrengsten van de medicijnen kunnen krijgen door ziekteresistente gewassen."
