Opium, Morphium, Heroin, Codein und synthetische Drogen wie Hydrocodon haben eines gemeinsam: Sie stammen alle aus Schlafmohn, Papaver somniferum, einer hübschen Blume, die in trockenen Klimazonen kultiviert wird. Leslie Nemo von LiveScience berichtet, dass Forscher das Genom der Mohnblume analysiert haben und festgestellt haben, dass eine Reihe von Mutationen innerhalb der Pflanze vor über 7 Millionen Jahren der Blume ihre schmerzstillende Superkraft verliehen hat.
Um dies zu untersuchen, sequenzierte ein internationales Forscherteam die 2, 72 Milliarden Basenpaare über 11 Chromosomen, die den größten Teil des Genoms des Schlafmohns ausmachen. Dies ergab eine neue Studie, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde. Anschließend identifizierten und untersuchten sie 15 Gene, die Morphin und andere verwandte Verbindungen produzieren. Mithilfe einer Technik namens „molekulare Uhr“ konnten sie feststellen, wie weit bestimmte Mutationen in der Zeit zurückliegen.
Die erste große Entwicklung fand vor 110 Millionen Jahren statt, als die Mohnblume eine zusätzliche Kopie fast ihres gesamten Genoms anfertigte. Das ist bei bestimmten Pflanzentypen nicht ungewöhnlich. Während eine Kopie relativ stabil bleibt, entwickelt die zweite Kopie häufig interessante Mutationen, die der Pflanze neue Eigenschaften verleihen. Laut einer Pressemitteilung gab dieses doppelte Genom der Mohnblume die Möglichkeit, verschiedene Verbindungen herzustellen, die zur Abwehr von Mikroben und Schädlingen beitragen, aber auch mehr Bestäuber anziehen.
Vor mehr als 7, 8 Millionen Jahren verschmolzen zwei Gene zur Synthese dieser Chemikalien zu einem „Megagen“ namens STORR, das für die ersten Stufen der Morphin- und Codeinsynthese verantwortlich ist. Nemo berichtet, dass der Mohn ohne das große Gen Vorläufermoleküle in Noscapin umwandeln würde, eine Verbindung ohne schmerzstillende Eigenschaften.
Das STORR-Gen kann jedoch nicht alleine Morphium produzieren - es scheint, dass ein Team von Genen dabei hilft. Wann, warum und wie sich das STORR-Gen mit anderen zu dem potenten Schmerzmittel zusammengeschlossen hat, ist ein Rätsel, das die Forscher in zukünftigen Studien hoffentlich weiter untersuchen werden.
Das Mohngenom in der Hand zu haben, ist jedoch für die Arzneimittelhersteller vorerst eine große Sache. Ryan Mandelbaum von Gizmodo berichtet, dass, obwohl die Opioid-Epidemie den Anschein erweckt, dass die Welt voller Drogen ist, dies nicht der Fall ist. In vielen Regionen, insbesondere in nicht-westlichen Ländern, herrscht bei der Behandlung von Patienten in medizinischen Kliniken ein Mangel an Morphium und Betäubungsmitteln. Daher ist es entscheidend, günstigere und schnellere Wege zur Herstellung der Medikamente zu finden.
Derzeit ist der Anbau von Schlafmohn immer noch der beste Weg, um diese Verbindungen herzustellen, was auf Farmen in einem 4.500-Meilen-Bogen von der Türkei nach Birma geschieht. Wenn die Mohngenomsequenz zur Hand ist, könnten Forscher neue Mohnsorten züchten, die auf landwirtschaftlichen Feldern besser wachsen. "Mohn ist wie jede andere Pflanzenart von Mehltau befallen", sagt Graham Katherine Gammon von Inside Science. "In Zukunft könnten wir durch krankheitsresistente Pflanzen auf kontrollierte Weise höhere Erträge der Medikamente erzielen."
