Hoe de papaverplant een echte drugsproducent werd

Genetica De bolpapaver maakt morfine, codeïne en noscapine. Dat kan de plant door evolutie van zijn DNA.

Bolpapaver. Foto Istock

Drie grote veranderingen in het genenpakket van de papaverplant hebben de mogelijkheid gecreëerd om morfine te maken. De bolpapaver (of: slaapbol, Papaver somniferum) is er beroemd en berucht door. De slaapbol maakt naast morfine ook nog codeïne en noscapine. De evolutie van de productie van die stoffen is vrijdag door Chinese en Britse onderzoekers beschreven in een artikel in Science.

Morfine is een uitstekende pijnstiller, en een verslavende roesstof. Codeïne en noscapine zijn hoestonderdrukkende medicijnen, met als nadeel dat ze duizelig, suf en slaperig kunnen maken.

Morfine maken is moeilijk voor een mens. In het laboratorium is het weliswaar gelukt, maar er is geen commercieel succesvolle productiemethode. Morfine wordt gewonnen uit papaverstro.

Opium, veelal bestemd voor de drugsmarkt, is het sap dat uit de onrijpe zaaddoos van de slaapbol wordt getapt. Opium is de grondstof voor heroïne.

Vetverbrander

De slaapbol maakt al die gewilde stoffen uit L-dopamine, een stof die in alle planten en dieren nuttige functies heeft. In de eerste van vele reactiestappen maakt de slaapbol uit dopamine S-norcoclaurine. In de wereld van voedingssupplementen is dat bekend en te koop als ‘vetverbrander’, waar je, is de claim van een verkoper op internet, ook nog energie, focus en een goede stemming van krijgt.

Lees ook: De werkelijke prijs van een lijntje coke

Er zijn meer planten die norcoclaurine maken, maar om daar morfine uit te maken, had de slaapbol uiteindelijk nog 13 enzymen nodig. Voor ieder enzym is minstens één gen nodig.

Zulke nieuwe functies evolueren vaak in planten na een chromosoomverdubbeling, waarbij alle chromosomen opeens in dubbele hoeveelheid voorkomen. Dan is er een enorm overschot aan genen die in de miljoenen jaren daarna kunnen muteren tot werkzame genen met nieuwe functies, of tot genruïnes.

Zo’n verdubbeling onderging een verre voorouder van de slaapbol waarschijnlijk ruim 125 miljoen jaar geleden, in elk geval voordat de ranonkel- en de papaverfamilie uit elkaar groeiden. Maar recenter, 7,8 miljoen jaar geleden, was er nog een verdubbeling geweest. Niet lang daarvoor was er een verdubbeling van een relatief gezien klein stukje DNA met de genen voor twee enzymen die nu een cruciale stap naar de codeïne- en morfineproductie uitvoeren. Deze nieuwe kennis is een „basis voor de verdere verbetering van deze medicinale plant”, schrijven de auteurs.

    • Wim Köhler