21/09/2026
𝐔𝐧𝐨 𝐬𝐭𝐮𝐝𝐢𝐨 𝐦𝐚𝐩𝐩𝐚 𝟐𝟐𝟕 𝐭𝐞𝐫𝐩𝐞𝐧𝐢 𝐧𝐞𝐥𝐥𝐚 𝐜𝐚𝐧𝐧𝐚𝐛𝐢𝐬: 𝐬𝐩𝐢𝐞𝐠𝐚 𝐩𝐞𝐫𝐜𝐡𝐞́ 𝐥𝐞 𝐝𝐢𝐯𝐞𝐫𝐬𝐞 𝐯𝐚𝐫𝐢𝐞𝐭𝐚̀ 𝐡𝐚𝐧𝐧𝐨 𝐨𝐝𝐨𝐫𝐢 𝐜𝐨𝐬𝐢̀ 𝐝𝐢𝐯𝐞𝐫𝐬𝐢
Un nuovo studio ha identificato 227 terpeni nella cannabis e mappato i geni che contribuiscono allo sviluppo di aromi e profili terpenici caratteristici nelle diverse varietà.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Acta Pharmaceutica Sinica B, ha combinato il sequenziamento genetico, la misurazione dei terpeni, l'analisi dell'espressione genica e test di laboratorio su singoli enzimi. Secondo i ricercatori, il lavoro fornisce la mappatura funzionale più completa finora realizzata del sistema delle terpene sintasi della pianta di cannabis, ovvero gli enzimi coinvolti nella formazione dei terpeni.
I terpeni sono sostanze aromatiche responsabili di gran parte degli aromi caratteristici della cannabis, dagli agrumi e dal pino alle note floreali, speziate e terrose. Queste sostanze sono anche di interesse scientifico perché alcuni ricercatori hanno ipotizzato che possano influenzare gli effetti dei cannabinoidi. Tuttavia, l'entità e la rilevanza clinica di queste possibili interazioni sono ancora oggetto di studio.
I ricercatori hanno analizzato 28 campioni provenienti da diverse parti della pianta, stadi di sviluppo e sei varietà di cannabis. Sono stati rilevati in totale 227 terpeni volatili, di cui 88 monoterpeni e 139 sesquiterpeni.
L'abbondanza di queste sostanze variava notevolmente a seconda della parte della pianta esaminata e del momento in cui il campione veniva raccolto. Fiori e brattee si sono rivelati le parti più importanti per la produzione di terpeni, mentre radici e semi maturi ne erano quasi completamente privi.
Nella varietà Dinamed Kush, è stato rilevato un solo terpene volatile nelle radici e tre nei semi maturi. Inoltre, il profilo terpenico cambiava con il passaggio dalla fase di fioritura precoce a quella tardiva.
Le differenze tra le varietà erano altrettanto evidenti. Sebbene le sei varietà producessero complessivamente un numero approssimativamente uguale di terpeni volatili, le miscele esatte differivano a sufficienza da formare impronte chimiche riconoscibili.
I cinque terpeni più comuni nelle varietà studiate erano il beta-mircene, il trans-beta-ocimene, il terpinolene, il (–)-beta-pinene e l'alfa-pinene. Alcune varietà si distinguevano per concentrazioni particolarmente elevate di specifiche sostanze. La Red Pure era associata a livelli elevati di beta-mircene e terpinene, la George Gloria a guaiolo e canfene, e la Dinamed Kush a cariofillene e umulene.
I ricercatori hanno identificato 33 terpeni volatili presenti in tutte e sei le varietà. Allo stesso tempo, 60 terpeni sono stati trovati solo in singole varietà. I risultati dimostrano che la cannabis possiede sia un profilo terpenico di base comune, sia un'ampia variabilità tra le diverse varietà.
Un esempio particolarmente chiaro è il trans-beta-ocimene. Questa sostanza era presente in alte concentrazioni in diverse varietà, ma solo a livelli molto bassi nella Painkiller. I ricercatori sono riusciti a collegare la differenza a un gene della terpene sintasi la cui attività era circa 20 volte inferiore nella varietà Painkiller rispetto alle altre cinque varietà. Ciò ha permesso loro di dimostrare un legame diretto tra l'attività genica e il profilo terpenico finale della pianta.
L'analisi genetica ha anche mostrato che il sistema è considerevolmente più complesso di quanto si pensi, non limitandosi a considerare ogni terpene rappresentato da un singolo gene.
Nei due set di geni, o aplotipi, mappati separatamente nella varietà Dinamed Kush, i ricercatori hanno inizialmente identificato 56 possibili geni per le terpene sintasi. Dopo aver scartato le sequenze incomplete e troncate, sono rimasti 41 geni completi con elevata affidabilità.
Di questi, 18 appartenevano alla famiglia TPS-b, principalmente legata alla produzione di monoterpeni. Altri 14 appartenevano alla famiglia TPS-a, che comprende molte terpene sintasi che producono sesquiterpeni.
Molti dei geni erano raggruppati in cluster originatisi per duplicazione genica. In una singola regione, è stato individuato un gruppo di dodici geni TPS-b2 all'interno di una sezione di DNA di circa 480.000 paia di basi.
I ricercatori hanno riscontrato differenze significative sia nel numero di geni che nella loro localizzazione nei due set di geni della pianta di cannabis. Ciò suggerisce che le varianti genetiche ereditate da una pianta possono influenzare la sua capacità di produrre diversi terpeni.
Questo è risultato particolarmente evidente nel gene CsTPS3DK. Esso somigliava molto a un gene della terpene sintasi precedentemente identificato e funzionante, ed era anche relativamente attivo nei fiori di cannabis. Nonostante ciò, i ricercatori hanno scoperto che una delle sue varianti era priva di una struttura molecolare cruciale necessaria al funzionamento dell'enzima. Il gene era quindi di fatto inattivo.
Secondo i ricercatori, i risultati dimostrano perché non è sufficiente determinare semplicemente se un gene correlato ai terpeni è presente o attivo per prevedere quali sostanze la pianta produce effettivamente.
L'analisi dell'espressione genica ha inoltre identificato 15 geni della terpene sintasi che risultavano costantemente attivi nei fiori e nelle stipole di tutte le varietà. Ciò suggerisce che la cannabis possieda un programma di base conservato per la produzione di terpeni nei fiori.
Tuttavia, l'attività di altri geni differiva significativamente tra le varietà. In alcuni casi, la differenza nell'espressione genica era superiore a cento volte.
I ricercatori hanno anche trovato prove che la produzione di terpeni e cannabinoidi è strettamente collegata a livello metabolico.
L'analisi ha identificato 3.496 geni la cui attività era fortemente associata ad almeno un terpene. Tra questi, 18 geni della terpene sintasi, sette geni legati a fasi precedenti della produzione di terpeni, 159 fattori di trascrizione e undici geni coinvolti nelle vie metaboliche di produzione dei cannabinoidi.
I cannabinoidi e i monoterpeni condividono parte dello stesso apparato biochimico, incluso il precursore geranil pirofosfato (GPP). I ricercatori hanno osservato un'attività coordinata tra i geni coinvolti nella produzione di terpeni e cannabinoidi in fiori, brattee e tricomi ghiandolari, ovvero le strutture che producono resina in cui si accumulano molte di queste sostanze.
Per scoprire la funzione specifica dei singoli geni della terpene sintasi, i ricercatori hanno testato sei enzimi precedentemente non caratterizzati. Gli esperimenti sono stati condotti con batteri E. coli geneticamente modificati, alimentati con diversi precursori per la produzione di terpeni.
Gli esperimenti hanno rivelato enzimi sorprendentemente flessibili, capaci di produrre molteplici composti e, in alcuni casi, di utilizzare più di un tipo di materiale di partenza.
Quando CsTPS19DK veniva alimentato con GPP, l'enzima produceva principalmente limonene e beta-mircene. Quando veniva alimentato con FPP, invece, il sesquiterpene aromadendrene diventava il prodotto principale.
CsTPS23DK produceva principalmente beta-ocimene a partire da GPP, ma poteva anche produrre alfa-farnesene e maliene quando alimentato con FPP. CsTPS26DK produceva principalmente beta-elemene a partire da FPP, mentre CsTPS37DK produceva nerolidolo e farnesolo.
I ricercatori concludono che la flessibilità degli enzimi contribuisce a spiegare come la cannabis possa produrre un numero così elevato di terpeni senza la necessità di un enzima specifico per ciascun composto. L'analisi ha dimostrato che le terpene sintasi della cannabis possono dare origine ad almeno dodici diversi gruppi strutturali di sesquiterpeni.
L'analisi evolutiva ha fornito un ulteriore indizio. La cannabis e il luppolo, che appartengono alla stessa famiglia di piante, presentano famiglie di geni della terpene sintasi significativamente più ampie rispetto al gelso, una pianta imparentata.
I ricercatori hanno identificato circa 41 geni completi nella cannabis e 49 nel luppolo, contro i soli dodici presenti nel gelso. La cannabis possedeva anche 18 geni TPS-b, mentre il pomodoro ne aveva nove e la pianta modello Arabidopsis sei.
Secondo i ricercatori, le ripetute duplicazioni geniche, seguite da cambiamenti nella regolazione dei geni e nelle reazioni chimiche che i loro enzimi possono catalizzare, sembrano essere stati un fattore determinante per l'insolita diversità di terpeni della cannabis.
Un risultato importante è stato che l'attività genica non sempre prediceva la concentrazione dei diversi terpeni. La maggior parte delle sostanze prodotte dagli enzimi in laboratorio è stata riscontrata anche nei campioni reali di cannabis. Tuttavia, la quantità e la distribuzione delle sostanze non sempre corrispondevano all'attività dei geni ad esse associati.
Questo suggerisce che il profilo terpenico di una pianta è plasmato da diversi fattori interagenti. Questi fattori includono la disponibilità dei materiali di partenza necessari, enzimi in grado di produrre diversi prodotti finali, funzioni sovrapposte di enzimi differenti e cambiamenti chimici dei terpeni dopo la loro formazione.
I risultati potrebbero in futuro rivelarsi utili per i coltivatori che desiderano sviluppare varietà di cannabis con profili aromatici specifici o per i ricercatori che cercano di controllare la produzione di terpeni nella pianta.
Secondo gli autori dello studio, una migliore mappatura funzionale dei geni dei terpeni può contribuire al miglioramento genetico assistito da marcatori (MAES) e all'ingegneria metabolica, con l'obiettivo di aumentare, diminuire o modificare la quantità di specifiche sostanze volatili. Le conoscenze acquisite possono essere utilizzate anche per studiare possibili interazioni tra terpeni e cannabinoidi e il controverso effetto entourage.
Allo stesso tempo, lo studio presenta diverse limitazioni. Gli enzimi appena identificati sono stati testati principalmente in microrganismi modificati e non direttamente su piante di cannabis. I ricercatori non hanno inoltre studiato in dettaglio le velocità di reazione degli enzimi né tutti i possibili materiali di partenza. Solo una frazione delle terpene sintasi precedentemente non caratterizzate ha potuto essere testata funzionalmente. I ricercatori sottolineano inoltre che l'interazione e la competizione tra la produzione di cannabinoidi e terpeni da parte della pianta sono ancora poco comprese, soprattutto quando la pianta è esposta a stress ambientali.
I ricercatori concludono che la combinazione di analisi genetiche, misurazioni dell'attività genica, saggi enzimatici e mappatura dei terpeni fornisce una nuova base per comprendere come la cannabis possa produrre la sua enorme varietà di aromi e composti volatili. A lungo termine, questa conoscenza potrebbe consentire ai coltivatori di sviluppare nuove varietà con proprietà chimiche più precisamente definite.
Fonte:
Martinelli, A. (2026). Uno studio identifica 227 terpeni della cannabis e spiega perché le diverse cultivar hanno un odore così differente. The Ma*****na Herald, 13 agosto. Disponibile su: The Ma*****na Herald (consultato il 18 agosto 2026).
