Opium, morfin, heroin, kodein og syntetiske stoffer som hydrokodon har en stor ting til felles: De er alle avledet fra opiumsvalmuen, Papaver somniferum, en pen blomst som er dyrket i tørt klima. Leslie Nemo på LiveScience rapporterer at forskere har analysert valmuens genom, og funnet ut at en serie mutasjoner inne i planten for over 7 millioner år siden ga blomsten sin smertedrepende supermakt.
For å undersøke, sekvenserte et internasjonalt team av forskere de 2, 72 milliarder baseparene over 11 kromosomer som utgjør det meste av opiumsvalmuens genom, ifølge deres nye studie publisert i tidsskriftet Science. De identifiserte og boret deretter på 15 gener som produserer morfin og andre beslektede forbindelser. Ved hjelp av en teknikk kalt "molekylær klokke", kunne de fortelle hvor langt tilbake i tid visse mutasjoner fant sted.
Den første store utviklingen skjedde for 110 millioner år siden da valmuen laget en ekstra kopi av nesten hele genomet. Det er ikke uvanlig i visse typer planter. Mens den ene kopien holder seg relativt stabil, utvikler den andre kopien ofte interessante mutasjoner som gir planten nye egenskaper. I følge en pressemelding ga dette dupliserte genomet valmuen muligheten til å produsere forskjellige forbindelser som hjelper til å avverge mikrober og skadedyr, men også tiltrekke flere pollinatorer.
For mer enn 7, 8 millioner år siden slo to gener for syntese av disse kjemikaliene seg sammen til en “megagen” kalt STORR, som er ansvarlig for de første stadiene av morfin og kodeinsyntese. Nemo rapporterer at uten det store genet ville valmuen forvandlet forløpermolekyler til noscapin, en forbindelse uten smertedrepende egenskaper.
Men STORR-genet fungerer ikke alene for å produsere morfin - det ser ut til at et team av gener bistår i prosessen. Når, hvorfor og hvordan STORR-genet koblet sammen med andre for å produsere det potente smertestillende er et mysterium som forskerne håper å undersøke videre i fremtidige studier.
For nå er det imidlertid en stor sak å ha valmue genomet i hånden. Ryan Mandelbaum på Gizmodo rapporterer at selv om opioidepidemien får den til å virke som om verden er sur i stoffene, er det ikke tilfelle. Mange regioner, spesielt ikke-vestlige nasjoner, møter morfin og narkotisk mangel når de behandler pasienter i medisinske klinikker, så det er viktig å finne billigere, raskere måter å produsere medisinene på.
For tiden er dyrking av opiumsvalmuer den beste måten å produsere disse forbindelsene på, som skjer på gårder i en 4500 mil lang bue fra Tyrkia til Burma. Å ha valmuens genomsekvens praktisk, kan la forskere avle nye stammer av valmuer som vokser bedre i jordbruksfelt. "Som alle andre arter av planter er valmuer utsatt for sykdom av mugg, " forteller Graham til Katherine Gammon ved Inside Science. "I fremtiden kan vi få høyere utbytte av medisinene på en kontrollert måte gjennom sykdomsresistente avlinger."
