El cannabis es una de las plantas más estudiadas en los últimos años debido a la diversidad de compuestos bioactivos que produce. Cannabinoides, flavonoides y terpenos son solo algunas de las moléculas que explican su creciente interés en medicina, nutrición y agricultura. Sin embargo, todavía existen muchas preguntas sobre cómo la planta regula la producción de estos compuestos, especialmente el rol de la epigenética.
Un estudio publicado en 2026 en la revista Frontiers in Plant Science investigó justamente ese mecanismo. Los investigadores analizaron cómo procesos epigenéticos, en particular la accesibilidad de la cromatina, influyen en la producción de metabolitos secundarios en el cannabis.
Los resultados sugieren que cambios en la estructura del ADN que no alteran la secuencia genética pueden modificar la expresión de genes clave y, en consecuencia, afectar la cantidad de cannabinoides y flavonoides que produce la planta.
La investigación aporta nuevas pistas sobre cómo la biología molecular podría utilizarse en el futuro para mejorar genéticamente variedades de cannabis destinadas a usos medicinales o industriales.
Metodología: un enfoque multiómico para estudiar la planta
Para investigar el mecanismo molecular detrás de la producción de metabolitos, el equipo científico analizó dos variedades de cáñamo con características morfológicas muy diferentes. En particular, se enfocaron en la densidad de tricomas glandulares presentes en las inflorescencias.
Los tricomas son pequeñas estructuras microscópicas ubicadas principalmente en las flores femeninas del cannabis. Allí se sintetizan y almacenan la mayoría de los cannabinoides y terpenos. Por esta razón, la densidad de tricomas suele estar directamente relacionada con la cantidad de metabolitos que produce la planta.
Para comprender las diferencias entre ambas variedades, los investigadores aplicaron un enfoque conocido como análisis multiómico. Este tipo de estudio combina diferentes herramientas de biología molecular para observar distintos niveles del funcionamiento celular.
En este caso, el equipo integró tres tipos de análisis: metabolómica para identificar compuestos químicos presentes en la planta, transcriptómica para analizar qué genes están activos y ATAC seq para evaluar la accesibilidad de la cromatina y los cambios epigenéticos
Este enfoque permitió observar cómo interactúan genes, metabolitos y mecanismos regulatorios dentro de la planta.
Más de dos mil metabolitos identificados
Uno de los primeros hallazgos del estudio fue la enorme diversidad química presente en las flores del cannabis.
El análisis metabolómico detectó un total de 2153 metabolitos diferentes en las inflorescencias de las dos variedades analizadas. Entre ellos se identificaron lípidos, compuestos orgánicos heterocíclicos, ácidos orgánicos, fenilpropanoides y benzenoides.
También se detectaron varios cannabinoides conocidos, entre ellos cannabicromeno y delta 8 tetrahidrocannabinol.
Estos resultados confirman que las flores de cannabis constituyen un sistema bioquímico extremadamente complejo, capaz de producir una amplia gama de metabolitos con posibles aplicaciones farmacológicas.
Los investigadores también observaron diferencias importantes entre ambas variedades. En total, identificaron 491 metabolitos con niveles significativamente distintos entre los cultivares estudiados.
Estas diferencias sugieren que pequeños cambios genéticos o epigenéticos pueden modificar profundamente el perfil químico de la planta.
Tricomas y producción de cannabinoides
Uno de los factores más importantes que explican estas diferencias es la densidad de tricomas glandulares en las flores.
Las inflorescencias de uno de los cultivares analizados presentaban una gran cantidad de tricomas, mientras que el otro tenía una densidad mucho menor. Esta diferencia morfológica se asoció con cambios significativos en la acumulación de metabolitos secundarios.
Las plantas con mayor densidad de tricomas mostraron niveles más altos de varios cannabinoides y flavonoides.
Esto coincide con investigaciones previas que describen a los tricomas como verdaderas fábricas bioquímicas donde se sintetizan los compuestos característicos del cannabis.
Además de cannabinoides, los investigadores detectaron variaciones importantes en flavonoides como kaempferol y otros compuestos fenólicos, que también poseen propiedades antioxidantes y potencial farmacológico.
El papel de la epigenética en la producción de metabolitos
El aspecto más innovador del estudio fue la evaluación de la accesibilidad de la cromatina.
La cromatina es la estructura en la que se organiza el ADN dentro del núcleo celular. Dependiendo de su estado de compactación, ciertos genes pueden estar más o menos accesibles para ser activados.
Cuando la cromatina se encuentra en un estado abierto, los factores de transcripción pueden unirse con mayor facilidad al ADN y activar la expresión de determinados genes.
En el estudio, los investigadores observaron que muchos genes relacionados con la síntesis de flavonoides mostraban mayor accesibilidad de cromatina en la variedad con mayor contenido de estos compuestos.
Este cambio epigenético facilitó la activación de genes clave de la ruta biosintética, lo que resultó en una mayor producción de flavonoides.
De manera indirecta, estos procesos también parecen influir en la producción de cannabinoides.
Genes que regulan la biosíntesis de cannabinoides
El análisis transcriptómico permitió identificar varios genes importantes en la ruta biosintética de cannabinoides. Entre ellos se encuentran enzimas como OAC, TKS y PT, que participan en las primeras etapas de la síntesis de cannabinoides en la planta. Los investigadores observaron que estos genes mostraban mayor expresión en el cultivar con mayor densidad de tricomas.
Sin embargo, el estudio sugiere que la diferencia en cannabinoides no depende únicamente de la regulación directa de estos genes.
Según los autores, el aumento de cannabinoides parece estar impulsado principalmente por dos factores biológicos: una mayor disponibilidad de precursores metabólicos y una mayor densidad de tricomas glandulares
Ambos procesos estarían influenciados por cambios epigenéticos que afectan múltiples rutas metabólicas dentro de la planta.
Qué implican estos hallazgos para el cultivo de cannabis
Los resultados del estudio tienen implicaciones potencialmente importantes para la agricultura del cannabis.
Comprender los mecanismos epigenéticos que regulan la producción de metabolitos podría ayudar a desarrollar nuevas estrategias de mejoramiento genético.
Por ejemplo, identificar marcadores moleculares asociados con mayor producción de cannabinoides permitiría seleccionar variedades con perfiles químicos específicos para usos medicinales o industriales.
Los autores señalan que su investigación aporta nuevas herramientas para comprender cómo se regula la biosíntesis de metabolitos secundarios en el cannabis.
Este conocimiento podría aplicarse en programas de crianza destinados a optimizar el contenido de cannabinoides, flavonoides u otros compuestos de interés farmacológico.
Limitaciones del estudio
Como ocurre con gran parte de la investigación en biología vegetal, el estudio presenta algunas limitaciones.
En primer lugar, el análisis se realizó únicamente en dos cultivares de cáñamo industrial. Esto significa que los resultados podrían no representar la diversidad genética completa del cannabis.
Además, aunque el estudio identifica asociaciones entre accesibilidad de cromatina y producción de metabolitos, no prueba de manera directa una relación causal.
Los propios autores señalan que futuras investigaciones deberían analizar más variedades y explorar experimentalmente cómo estos mecanismos epigenéticos influyen en la biosíntesis de cannabinoides.