PENJELASAN TENTANG TANAMAN OPIUM

Manusia telah beralih ke tanaman opium untuk mendapatkan yang tinggi atau menghilangkan rasa sakit selama ribuan tahun. Dan terlepas dari semua kemajuan farmasi kami yang mengejutkan lainnya, ketergantungan kami pada pabrik tidak banyak berubah; bunga poppy digunakan untuk membuat dua obat penghilang rasa sakit yang paling banyak digunakan di dunia, morfin dan kodein, dan noscapine penekan batuk.

Tapi bagaimana tanaman opium poppy (Papaver somniferum) mendapatkan sifat penghilang rasa sakitnya untuk memulai?

Sebuah tim peneliti di Inggris, Cina dan Australia telah menggali pertanyaan ini selama beberapa tahun terakhir, memeriksa genom opium poppy untuk mencari tahu bagaimana tanaman ini mengembangkan sifat terapeutiknya yang luar biasa ampuh dan berguna. Sekarang, sebuah studi baru, yang diterbitkan hari ini (30 Agustus) dalam jurnal Science, merinci sebagian besar genom opium poppy. Studi ini menyoroti kapan dan bagaimana gen-gen penghasil farmasi utama ikut bermain.

Tugas itu sulit, berkat kelimpahan materi genetik tanaman yang mengandung beberapa bagian yang berulang. Namun, menyatukan genom sangat membantu untuk melacak perkembangan opium poppy.

Peristiwa genetik poppy pertama yang penting, para peneliti menemukan, terjadi sekitar 110 juta tahun yang lalu. Saat itulah seluruh genom, atau setidaknya potongan yang sangat besar, digandakan. Ini tidak biasa untuk angiospermae, kategori tanaman berbunga yang mencakup bunga poppy. Tetapi duplikasi dapat menjadi konsekuensial. Ketika organisme memiliki dua kali lipat materi genetik, satu setengah genom bebas berevolusi, sementara separuh lainnya genom stabil, kata rekan penulis studi Ian Graham, seorang profesor genetika biomedis di Universitas York di Inggris.

Dalam kasus bunga poppy, materi genetik tambahan itu berkembang dalam satu cara yang sangat penting, para peneliti menemukan: Lebih dari 7,8 juta tahun yang lalu, dua gen menyatu dan menjadi gen tunggal yang bertanggung jawab untuk produksi morfin dan kodein poppy. Kode "megagene" ini untuk enzim yang mengubah molekul poppy prekursor menjadi senyawa yang akhirnya menjadi kodein dan morfin. Tanpa itu, bunga poppy hanya akan mengubah molekul prekursor yang sama menjadi senyawa noskapine, dan tanaman tidak akan menjadi penghilang rasa sakit.

Bagi Graham, ini adalah salah satu temuan terpenting dalam penelitian mereka. "Ini benar-benar memuaskan untuk mengetahui bagaimana gen itu muncul," katanya kepada Live Science.

Setelah penggabungan gen itu, genom poppy bereplikasi lagi dan kehilangan beberapa bagian, studi menemukan. Tetapi megagene penting untuk membentuk opiatesstuck sekitar. Seperti halnya gen yang paling berguna, kemungkinannya adalah gen ini adalah mutasi acak yang terus diteruskan karena berguna untuk tanaman. Tidak jelas bagi para ahli biologi mengapa bunga opium membuat kemampuan morfin dan kodein mereka tetap ada, tetapi kemungkinan karena bahan kimia menangkal herbivora lapar, kata Graham.

Beberapa misteri poppy lainnya tetap harus dipecahkan juga. Sebagai contoh, enzim lain yang terlibat dalam menghasilkan morfin dan kodein mungkin muncul lebih awal dari kedatangan megagen 7,8 juta tahun yang lalu, meskipun tim peneliti tidak tahu kapan tepatnya. (Dengan kata lain, megagene bukan satu-satunya pemain yang terlibat dalam produksi obat penghilang rasa sakit di bunga poppy.) Graham mengatakan bahwa dia juga berharap untuk mempelajari genom spesies tanaman terkait untuk melihat mengapa beberapa dari mereka melakukan atau tidak membuat narkotika.

Tapi untuk saat ini, menyimpulkan bagaimana poppies mendapatkan kualitas obat mereka, dan seperti apa genome itu, cukup untuk membantu industri penghilang rasa sakit, kata Graham. (Meskipun penyalahgunaan opioid, masih ada kebutuhan untuk obat penghilang rasa sakit kualitas dan obat perawatan paliatif, ia menambahkan.) Meskipun hortikultura telah mengembangkan strain hiper-spesifik yang kebanyakan menghasilkan opiat atau noscapine, penanam opium poppy selalu mencari cara untuk membuat produksi. lebih berkelanjutan dan hemat biaya, katanya.

Dan seperti tanaman lain, mungkin ada ruang untuk modifikasi genetik untuk membuat bunga poppy menghasilkan lebih banyak agen farmasi, tumbuh lebih cepat atau menahan infeksi. "Analisis genom memberi kita platform untuk melakukan semua itu dengan lebih efektif," kata Graham.