Produktion von Tetrahydrocannabinolsäure in genetisch modifizierten Mikroorganismen

Tetrahydrocannabinolsäure (THCA) ist ein Naturstoff ausCannabis sativa, der nach Abbau zu Tetrahydrocannabinol(THC) einen starken zentral wirksamen Effekt hat. In der Vergangenheit konnte eine große medizinische Bedeutung für THC bei der Behandlung von Krebs, Multiple Sklerose und Parkinson festgestellt werden. THC wird zum überwiegenden Teil durch Synthese gewonnen, weil in der Schweiz und in den USA der Anbau zum Zweck der Herstellung und Gewnning nicht mehr erlaubt ist. In eigenen früheren Arbeiten konnten nun die restlichen für die Biosynthese wichtigen Gene identifiziert werden. Auf dieser Grundlage wurde einsynthetisches Gen konstruiert, welches inE. colikloniert und exprimiert wurde. In Fütterungsstudien mit Olivetolsäure konnte im Labormaßstab die Produktion von THCA gezeigt werden. In dem zu beantragenden Projekt soll die Produktion von 250 kg THCA im Bioreaktor ermöglicht werden. Die Antragsteller verfolgen das Ziel der Codonoptimierung (P1), Proteinmutagense (P1) zur Strukturoptimierung (P2), Verbesserung der systembiologischen Bedingungen (P1/4) inE. coli, Kenntnis zu Regulationselementen, Signalwegen und Refluxkontrolle der genuinen Biosynthesewege für optimale Bereitstellung von Geranyldiphosphat als Precursor in der THCA-Biosynthese. Auf der biotechnischen Seite sollen Kulturbedingungen (Temperatur, pH-Wert, O2, Cofaktoren) und eine geeignete Verfahrenstechnik im Bioreaktor entwickelt (P3/4) werden. Ziel ist ein technisch robustes Verfahren zur Produktion und zur späteren Aufreinigung ohne Säulenchromatographie zu entwickeln.