Vědci odhalili, že houby vyvinuly schopnost psilocybin Ne jednou, ale dvakrát, s použitím zcela odlišných biochemických nástrojů.
Tento vzácný případ konvergentního vývoje ukazuje, že příroda dochází ke stejné molekule měnící mysl dvěma samostatnými cestami. Pravý důvod, proč houby produkují psilocybin, zůstává nevyřešený, ale teorie sahají od obrany predátorů po chemickou komunikaci. Kromě evoluční intrik nabízí objev také nové enzymové nástroje, které by mohly pomoci efektivněji produkovat psilocybin pro budoucí léky.
Starověká molekula s moderní rolí
„To se týká biosyntézy molekuly, která má velmi dlouhou historii s lidmi,“ vysvětluje Prof. Dirk Hoffmeister, vedoucí výzkumné skupiny farmaceutické mikrobiologie na Friedrich Schiller University Jena a Leibniz Institute pro výzkum přírodních produktů a biologii infekcí).
„Mluvíme o psilocybinu, látce nalezené v takzvaných“ magických houbách „, které naše tělo přeměňuje na psilocin-sloučenina, která může hluboce změnit vědomí. Psilocybin však nejen vyvolává psychedelické zážitky, ale také je považováno
Dvě evoluční cesty k psilocybinu
Studie, která byla provedena v rámci shluku excelence „rovnováha mikroverse“, ukazuje, že houby vyvinuly schopnost produkovat psilocybin při nejméně dvou samostatných příležitostech v evoluční historii. Psilocybe Houby se spoléhají na známou sadu enzymů, aby molekula molekula, zatímco houby z vlákniny používají zcela odlišnou biochemickou sadu nástrojů. Navzdory těmto velmi odlišným metodám se obě skupiny dostanou do stejné sloučeniny. Vědci nazývají tento konvergentní vývoj, když nesouvisejí druh nezávisle vyvíjí stejnou vlastnost.
Skrytá stopy v plísňových genomech
Hlavní autor Tim Schäfer, doktorský výzkumný pracovník v Hoffmeisterově laboratoři, vysvětluje: „Bylo to jako dívat se na dva různé workshopy, ale obě nakonec dodávají stejný produkt. Ve vláknových uzávěrech jsme našli jedinečnou sadu enzymů, které nemají nic společného s těmi, které jsou nalezeny v Psilocybe Houby. Všichni však katalyzují kroky nezbytné k vytvoření psilocybinu. “
Tým poté studoval tyto enzymy v laboratoři. Pomocí proteinových modelů vytvořených chemikem Innsbrucku Bernhard Rupp potvrdili, že reakční sekvence ve vláknových čepicích se velmi liší od toho, co je známo v psilocybe. „Tady, příroda ve skutečnosti vynalezla stejnou aktivní sloučeninu dvakrát,“ poznamenává Schäfer.
Záhady za účelem molekuly
Proč však dvě takové různé skupiny hub produkují stejnou aktivní sloučeninu, zůstává nejasná. „Skutečná odpověď zní: Nevíme,“ zdůrazňuje Hoffmeister. „Příroda nedělá nic bez důvodu. Takže musí existovat výhoda pro oběma vlákniny v lese a Psilocybe Druhy na hnoji nebo na dřevo produkující tuto molekulu – prostě ještě nevíme, co to je. “
„Jedním možným důvodem by mohlo být to, že psilocybin má odradit predátory. Dokonce i nejmenší zranění způsobují Psilocybe Houby, které se ztělesňují chemickou řetězovou reakcí a odhalují produkty rozkladu psilocybinu. Možná je molekula typem mechanismu chemické obrany, “říká Hoffmeister.
Biotechnologické příležitosti z plísňové chemie
Přestože není stále nejasné, proč různé houby nakonec produkují stejnou molekulu, objev má přesto praktické důsledky: „Nyní, když víme o dalších enzymech, máme v naší sadě nástrojů více nástrojů pro biotechnologickou produkci psilocybinu,“ vysvětluje Hoffmeister.
Schäfer se také dívá dopředu: „Doufáme, že naše výsledky přispějí k budoucí produkci psilocybinu pro léčiva v bioreaktorech bez nutnosti složitých chemických syntéz.“ V Leibniz-Hki v Jeně, tým Hoffmeister úzce spolupracuje s Bio pilotní rostlinakterý vyvíjí procesy pro výrobu přírodních produktů, jako je psilocybin, v průmyslovém měřítku.
Odemknutí skrytých strategií přírody
Současně studie poskytuje vzrušující vhled do rozmanitosti chemických strategií používaných houbami a jejich interakcemi s jejich prostředím. Zabývá se tedy ústředními otázkami výzkumného centra pro spolupráci Chembiosys a shluk excelence „Rovnováha mikroverse“ na Friedrich Schiller University Jena, v rámci, jehož práce byla mimo jiné prováděna a financována německou výzkumnou nadací (DFG). Zatímco CRC Chembiosys zkoumá, jak přírodní sloučeniny formují biologické komunity, shluk excelence se zaměřuje na komplexní dynamiku mikroorganismů a jejich prostředí.
Reference: „Odlišné reakce a enzymy pro biosyntézu psilocybinu v Inocybe a Psilocybe Houby ”Tim Schäfer, Fabian Haun, Bernhard Rupp a Dirk Hoffmeister, 21. září 2025, Applied Chemistry International Edition.
Dva: 10.1002/ANIE.202512017
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
