Una investigación descubrió cómo evolucionaron las enzimas que producen THC, CBD y CBC. Estos hallazgos tienen aplicaciones biotecnológicas y medicinales.
Bogotá D.C., 16 de enero de 2026.- Un reciente estudio publicado en la revista Plant Biotechnology Journal revela importantes hallazgos sobre el origen y la evolución funcional de las enzimas responsables de la síntesis de cannabinoides en la planta Cannabis sativa L.
Investigadores de la Universidad e Investigación de Wageningen en los Países Bajos utilizaron una técnica conocida como reconstrucción de secuencias ancestrales, ASR, para resucitar y caracterizar funcionalmente tres enzimas cannabinoides oxidociclasas ancestrales.
Descubrimiento del origen de la síntesis de cannabinoides
Los cannabinoides, como el ácido tetrahidrocanabinólico, THCA, el ácido cannabidiólico, CBDA, y el ácido cannabicroménico, CBCA, son compuestos bioactivos y medicinalmente relevantes que se encuentran en la planta de cannabis. Estos tres compuestos se sintetizan a partir de un único precursor, el ácido cannabigerólico, CBGA, mediante reacciones regio-selectivas catalizadas por diferentes enzimas cannabinoides oxidociclasas.
El estudio reveló que la capacidad de metabolizar el CBGA se originó en un ancestro reciente del cannabis. Sorprendentemente, los primeros oxidociclasas cannabinoides eran enzimas promiscuas, capaces de producir los tres cannabinoides: THCA, CBDA y CBCA.
Posteriormente, la duplicación y diversificación génica facilitó la subfuncionalización enzimática, dando lugar a sintasas THCA y CBDA altamente especializadas que existen en las plantas modernas. Esto significa que las enzimas modernas son especialistas, mientras que sus antecesores eran generalistas.
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Aplicaciones prácticas y biotecnológicas
Los investigadores no solo exploraron la evolución, sino que también ingenierizaron racionalmente estos antepasados para diseñar enzimas híbridas. Esto les permitió identificar mutaciones clave de aminoácidos subyacentes a la evolución funcional de las oxidociclasas cannabinoides.
Además, las enzimas ancestrales e híbridas mostraron actividades únicas y resultaron ser más fáciles de producir heterológicamente (es decir, en organismos diferentes a la planta original) que sus homólogos actuales. Esto es muy relevante para la producción biotecnológica de cannabinoides, ya que el uso de microorganismos como células de levadura puede ser más eficiente y escalable que cultivar plantas enteras.
El científico biosistemático Robin van Velzen, uno de los autores del estudio, explicó: «Estas enzimas ancestrales son más robustas y flexibles que sus descendientes, lo que las convierte en puntos de partida muy atractivos para nuevas aplicaciones en biotecnología e investigación farmacéutica.»
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Implicaciones para la medicina y la mejora vegetal
Este estudio contribuye a comprender el origen, la evolución y el mecanismo molecular de las oxidociclasas cannabinoides, lo que abre nuevas perspectivas para aplicaciones de mejora, biotecnológicas y medicinales.
Por ejemplo, el cannabicromeno, CBC, un cannabinoide con propiedades antiinflamatorias y analgésicas, está presente en bajas cantidades en las plantas de cannabis modernas. Una enzima ancestral reconstruida en este estudio representa un «intermediario evolutivo» que destaca en la producción de CBC.
Introducir esta enzima en una planta de cannabis podría dar lugar a variedades medicinales innovadoras con contenido naturalmente alto de CBC, algo que actualmente no existe.
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La investigación no solo amplía el conocimiento sobre la evolución de los compuestos bioactivos del cannabis, sino que también ofrece herramientas biotecnológicas para el desarrollo de nuevos tratamientos y la mejora genética de las plantas.
El estudio completo a continuación:
