人类一直在使用酵母来创造世界’几千年来最流行的药物酒精。酵母具有将糖转化为酒精的天然能力，只要您 饿死氧气。因此，我们已经利用这些生物工厂来生产各种令人陶醉的饮料。
使用现代合成生物学技术，酵母不仅可以制造酒。加州大学伯克利分校的Jay D. Keasling博士及其同事开发了一种方法 使用这些生物来生产CBD，THC和其他大麻素.
这项技术有潜力生产大麻素 更便宜，更高效，更可持续。目前，有多达20家公司 努力在酵母中生产这些化合物.
基于酵母的大麻素是最早的大麻素之一 生物工程大麻技术。但是，研究人员正在利用细菌，酶和转基因植物开发其他技术。
先进的分子生物学技术在CBD和大麻工业中的应用仍然是相当新的。尽管如此，行业领导者告诉CBD Hacker，依赖这些技术的产品将在两年内上市。
使酵母产生大麻素
使酵母产生大麻素几千年来，耕种者一直在努力更有效地生产大麻素。自种植大麻以来 始于4000多年前，该植物已通过选择性育种逐步进行了改良。
像所有其他本地物种一样，人类通过“人工选择。种植者选择了具有更强纤维，更高药用性能和更强力中毒的品种（或品系）。
转基因生物 彻底改变了人类改变自然的方式。发现和利用 CRISPR / CAS9系统 允许生物化学家在完全不相关的物种之间移动基因。
与所有新技术一样，这种进步带来了奇妙，可怕和彻底的奇特创新。它已被用于生产耐旱植物，发光的老鼠，最近， 转基因人类.
今天，农业和制药行业严重依赖转基因生物，但是禁止大麻减缓了大麻植物中这些技术的使用。如今，大麻合法化的扩大使该植物进入了基因改造的世界，无论好坏。
的Benefits of Yeast
啤酒酵母（酿酒酵母）是科学家中流行的生物。它迅速增长， 与人类生物学共享特质。酵母快乐地生长在大桶中，以糖和氧气为食。
由于这些原因， 酵母菌是一种流行的“典范生物” 在科学研究中用作早期测试科目。它是豚鼠的天竺鼠。
Jason Poulos博士 是...的首席执行官 利伯德，这是第一家也是唯一一家拥有 美国在酵母中生产大麻素的专利。他描述了酵母相对于植物提供的许多优势。
普罗斯说，与农业生产相比，酵母可能在环境和经济上更具可持续性。根据所生产的大麻素，使用酵母可以将成本降低10到100倍，同时生成一致的纯净产品。
Poulos补充说，这种方法不仅会消除供应链的可变性，而且还会导致“没有化肥，没有杀虫剂，更少的土地，更少的水，更少的能源，并且生产速度更快。”
虽然化学家使用廉价的原料使用合成化学来生产大多数药物，但这并非总是可能的。以传统方式合成大麻素极其昂贵。因此，我们必须依靠酶（自然’的分子化学家）来创建这些化合物。
酶自然在大麻植物中完成这项工作。使用转基因生物进行化学合成称为 生物合成。这项新技术有望降低许多重要化学品的生产成本。
大规模生产微量大麻素
除THC和CBD之外，大麻还含有 大量其他“痕量”大麻素。这些天然化学物质各自具有独特的生物学特性。许多可以提供独特的治疗益处。由于其稀有性，其他人从未被研究过。
通过生物合成生产大麻素有一个有趣的好处。它使您可以生产罕见大麻素的纯净版本。如 加州大学洛杉矶分校的Jim Bowie博士 说：“大麻素种类繁多，可能具有医学用途，但是其含量太低，无法有效地从植物中提取。 …[W] e应该能够以比目前可能的价格提供更多负担得起的更多大麻素访问途径。”
在大麻植物中，这些化合物以不同的比例一起出现。在酵母中，有可能一次产生一种大麻素。通过饲喂酵母中特定的脂肪酸，研究人员可以控制它们产生的大麻素。
Poulus博士告诉我们：“我们制造单一的分离化合物。可以将它们混合以模仿大麻植物中的确切比例。”
的“Unnatural” Cannabinoids
大麻素（包括CBD和THC）是任何可激活 人体中的大麻素（CB）受体。我们的身体产生 内源性大麻素，CB受体的天然活化剂。
或者，植物产生称为 植物大麻素。除了大麻属之外，它们还被发现于 紫锥菊。， 茶（山茶）， 卡瓦（Piper methysticum，） 和许多其他植物。这些化合物有许多形状和大小。它们的共同点是它们以某种方式与您的CB受体相互作用。
的cannabis plant 产生至少113种不同的大麻素。但是，生物合成也可以产生自然界中未发现的大麻素。
这些 新大麻素 可能具有独特的特性和治疗潜力。尽管对其知之甚少，但它们可能被证明比THC或CBD更有效。
这些化合物还将为您带来丰厚的利润，因为， 不像天然大麻素，它们可以申请专利。
酵母菌生产的其他药物
在基因改造时代，酵母继续成为一个受欢迎的测试对象，并且存在数量众多的酵母基因改造菌株。
研究人员创造了许多这样的工具，只是为了测试特定基因的功能。这项工作为遗传疾病和生物化学提供了许多重要的见解。
转基因酵母菌株也已被使用 生产其他药品。值得注意的是，这些生物合成技术已经被 用于生产鸦片。阿片类药物是另一类很难在实验室中合成的化学物质。这些化合物仍然 由鸦片罂粟合成。
制药公司继续推销这些具有高度成瘾性的止痛药，却继续赚取巨额利润，而忽略了许多更安全的选择。可悲的是，生物工程可能很快会提供另一种方式 用于制药公司 从中获利 阿片类药物 危机.
其他生产大麻素的方法
尽管酵母具有许多好处，但它远非生物合成的唯一选择。基因改造使生物工程师能够将大麻素生产的基因置于许多生物中。它还使我们能够创建 酵素 这些反应所需的。
最后，遗传修饰可以应用于大麻植物本身。直 编辑大麻基因组 可能会使植物更有效地生产大麻素。
菌
科学研究中的另一种常见生物是细菌。这些细胞的简单性及其快速复制使其成为生物合成的另一热门候选。
一家德国公司叫做 法玛科 已经为此过程申请了专利。他们正在使用转基因的 龙舌兰酒中用于生产大麻素的细菌。他们声称产生的大麻素数量远远超过酵母所产生的数量。
酵素
加州大学洛杉矶分校的吉姆·鲍伊（Jim Bowie）博士开发了一种合成不依赖微生物的复杂生物分子的方法。取而代之的是酶（天然分子机器） 在细胞外合成这些化合物。该技术可用于合成许多复杂的药物。避免使用微生物可以简化生物合成过程，同时保留其优势。
Bowie博士已成功地使用此过程有效地合成了THC和CBD的前体。在描述这些技术相对于酵母的优势时，他告诉CBD Hacker：
“我们不’不必担心让酵母满意。 …酵母菌’真的想制造大麻素，因此有使他们烦恼的趋势，他们通过寻找避免制造大麻素的方法来反击。 ……通过使自己摆脱生物学限制，可以更轻松地实现我们想要的东西。”
大麻植物仍然是国王（目前）
大麻植物仍然是国王（目前）当然，制造大麻素的明显生物机器是大麻植物。人类已经种植了数千年的大麻，并根据其功效，药用价值和许多其他理想特性选择性地对其进行了育种。
即使没有基因工程改造，人类也已经将大麻从具有温和药性的杂草变成了大麻。 高效药和休闲药。大麻植物的花朵按干重计可包含近30％的大麻素。用大麻制成的提取物的纯度通常超过95％。
基因工程大麻植物
如今，一些公司开始将基因工程应用于大麻植物本身。 Ronan Levy是的首席战略官 特性生物科学。该公司正在使用 基因工程与生物化学 在大麻植物中产生水溶性大麻素。他为我们提供了有关大麻植物优势的宝贵见解。
“大麻/大麻植物已经进化了数十万年，甚至数百万年，以有效地生产大麻素。我们的理念是，当涉及主要大麻素（THC和CBD）时，没有更有效的生物体来合成它们。”
我们要求Levy先生向我们详细介绍使用大麻植物而不是生物合成技术的优势。
“这种植物产生的大麻素浓度比目前其他生物体内产生的大麻素高10,000倍。 …[我们的重点是[优化]当前的机器（工厂），以更有效地生产大麻素。”
尽管生物合成技术有望以纯净形式提供痕量和新颖的大麻素，但Trait Bio并不关心。列维先生告诉我们，特质生物的改性大麻植物现在可以大量生产这些微量的大麻素。
“ [O] ur团队实际上已经开发了一种新技术，可以在不需要生物合成的情况下以工业规模生产大多数次要大麻素。”
的Future of Cannabinoids
尽管今天这仍处于研究阶段，但情况将会改变。公司可能会开始 很快在消费产品中使用这些技术。 Poulus博士说，消费者应该期望在未来18-24个月内看到酵母生长的CBD产品。他认为这些技术是大麻素生产的未来。
“ [期待]巨大的变化，这种生产将取代大多数农业生产。”
现在，Poulus博士看到了 消费者对转基因生物的偏见 是这个行业最大的障碍。生物合成途径产生与“天然”途径相同的化学物质，因此这些产品与从植物中提取的纯大麻素没有区别。
专利杂草基因
目前，Poulus博士的公司Librede是唯一一家获得微生物大麻素生产美国专利的公司。 Poulus博士于2014年申请了专利，比Keasling博士在2007年发表专利的时间早了五年 性质。但是，专利中发表的研究无需经过同行评审。因此，它在科学界的重要性不高。
包括在 该专利 是用于创建酵母的53条遗传密码序列。这些包括大麻用于生产大麻素的基因的修饰形式。
的ethics of 专利基因组 生物体有 讨论了几十年。当前，基因专利仅适用于仅由于人为干预而存在的“有用”产品。然而 法律定义仍在辩论中，而人工大麻菌株可能会呈现灰色区域。
一家叫 生物技术研究所已经广泛地为大麻基因申请了专利，意图不明确。害怕诉讼 阻碍创新并减少研究 进入大麻素的生产和使用。
此外，大麻专利还可能创造出主导该行业的“大麻孟山都”。
利伯德（Librede）正在创造一种新颖而有价值的技术，并且显然有权从其创新中获利。但是，如果共享所有研究，这些技术可能会更快地发展。健康的竞争与创新动机之间的平衡很难达到。
随着这个新兴产业的成熟，令人鼓舞 健康竞争 是必不可少的-但远非简单。
不断变化的景观
大麻素生产的未来仍然不确定。但是，有一件事很清楚： 技术将从根本上改变 我们生产大麻素的方式。
无论涉及酵母，细菌还是GMO大麻植物，变化都将到来。这些成熟的技术（以及围绕它们的不断发展的法律）必将在未来几年极大地影响大麻和CBD产业。
