Вчені виявили, що гриби еволюціонували здатність робити псилоцибін Не один раз, а двічі, використовуючи абсолютно різні біохімічні набори інструментів.
Цей рідкісний випадок конвергентної еволюції показує природу, що надходить до тієї ж молекули, що змінює розум, двома окремими шляхами. Справжня причина грибів виробляє псилоцибін, залишається невирішеним, але теорії варіюються від захисту хижака до хімічної комунікації. Крім еволюційної інтриги, Discovery також пропонує нові ферментні інструменти, які могли б допомогти більш ефективно виробляти псилоцибін для майбутніх лікарських засобів.
Стародавня молекула з сучасною роллю
“Це стосується біосинтезу молекули, яка має дуже довгу історію з людьми”,-пояснює професор Дірк Хоффмейстер, керівник дослідницької групи фармацевтичної мікробіології університету Фрідріха Шиллера Єни та Інституту природних продуктів та біології інфекції Лейбніца (Leibniz-HKI).
“Ми маємо на увазі псилоцибін, речовину, виявлену в так званих” магічних грибах “, яка наше тіло перетворює в псилоцин-сполуку, яка може глибоко змінити свідомість. Однак, псилоцибін не тільки викликає психоделічний досвід, але й вважається обіцяючим активний склад у лікуванні депресії терапії-ресторанів”.
Два еволюційні шляхи до псилоцибіну
Дослідження, проведене в кластері досконалості “балансу мікроверів”, виявляє, що гриби розробили здатність виробляти псилоцибін щонайменше два окремі випадки в еволюційній історії. Psilocybe Гриби покладаються на знайомий набір ферментів, щоб зробити молекулу, тоді як гриби з волоконною кришкою використовують зовсім інший біохімічний інструментарій. Незважаючи на ці дуже різні методи, обидві групи досягають однакової сполуки. Вчені називають цю конвергентну еволюцію, коли не пов’язано види незалежно розвиває ту саму рису.
Приховані підказки в грибкових геномах
Провідний автор Тім Шефер, докторант -дослідник у лабораторії Хоффмейстера, пояснює: “Це було схоже на перегляд двох різних семінарів Psilocybe Гриби. Тим не менш, всі вони каталізують кроки, необхідні для утворення псилоцибіну ».
Потім команда вивчала ці ферменти в лабораторії. Використовуючи білкові моделі, побудовані хіміком Innsbruck Bernhard Rupp, вони підтвердили, що реакційна послідовність у волокнистих ковпачках сильно відрізняється від того, що відомо в Psilocybe. “Тут природа фактично винайшла однакову активну сполуку”, – зазначає Шефер.
Таємниці, що стоять за метою молекули
Однак чому дві такі різні групи грибів виробляють однакову активну сполуку, залишаються незрозумілими. “Справжня відповідь: ми не знаємо”, – наголошує Гофмейстер. «Природа нічого не робить без причин. Тому в лісі і для грибів з волоконною шапкою має бути перевага, і Psilocybe Види на гній або мульчі з дерева, що виробляють цю молекулу – ми просто не знаємо, що це таке ».
«Однією з можливих причин може бути те, що псилоцибін призначений для стримування хижаків. Навіть найменші травми спричиняють Psilocybe Гриби, щоб синьо, через хімічну ланцюгову реакцію, розкриваючи продукти розбиття псилоцибіну. Можливо, молекула – це тип механізму хімічної оборони », – каже Хоффмейстер.
Біотехнологічні можливості від грибкової хімії
Хоча все ще незрозуміло, чому різні гриби в кінцевому підсумку виробляють однакову молекулу, відкриття все -таки має практичні наслідки: “Тепер, коли ми знаємо про додаткові ферменти, у нас є більше інструментів у нашій панелі інструментів для біотехнологічного виробництва псилоцибіну”, – пояснює Hoffmeister.
Шефер також дивиться наперед: “Ми сподіваємось, що наші результати сприятимуть майбутньому виробництву псилоцибіну для фармацевтичних препаратів у біореакторах без необхідності складних хімічних синтезів”. У Leibniz-Hki в Єни команда Hoffmeister тісно співпрацює з біо-пілотним заводом, який розробляє процеси виробництва природних продуктів, таких як псилоцибін, в промисловому масштабі.
Розблокування прихованих стратегій природи
У той же час, дослідження дає захоплююче уявлення про різноманітність хімічних стратегій, що використовуються грибами та їх взаємодією з їх оточенням. Таким чином, він стосується центральних питань спільного дослідницького центру Chembiosys та кластеру досконалості ׅ “баланс мікроверів” в університеті Фрідріха Шиллера Єна, в рамках якої проводяться та фінансується німецьким науково -дослідним фондом (DFG), серед інших. Хоча CRC Chembiosys досліджує, як природні сполуки формують біологічні спільноти, кластер досконалості зосереджується на складній динаміці мікроорганізмів та їх навколишньому середовищу.
Довідка: «Різні реакції та ферменти для біосинтезу псилоцибіну в Inocybe і Psilocybe Гриби »від Тіма Шефер, Фабіан Хаун, Бернхард Рупп та Дірк Хоффмейстер, 21 вересня 2025, Angewandte Chemie International Edition.
Doi: 10.1002/anie.202512017
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня ScitechDaily.