Когда определенные черты или свойства обеспечивают преимущество для нескольких видов, природа, как правило, создает механизм их реализации. Исследователи определили два способа синтеза одного психоактивного соединения в грибах.
В ходе эволюционного развития различные биологические виды могут самостоятельно приобретать идентичные структуры, признаки или адаптации. Например, при угрозе сворачиваются в клубок и броненосцы, и мокрицы. Акулы относятся к рыбам, а дельфины — к млекопитающим, однако их тела имеют весьма схожие формы. А для обозначения превращения раков в крабов существует специальный термин — карцинизация.
Это примеры конвергентной эволюции. Иногда взаимодействие происходит на глубинном, скрытом уровне. Муравьи и крапива используют идентичную кислоту, которая образовалась у них в результате эволюционного развития для самозащиты. Грибы способны синтезировать психоактивные вещества различными путями.
Международная группа ученых впервые установила, что различные виды грибов синтезируют псилоцибин, используя разные биохимические процессы. Грибы рода Psilocybe и рода Inocybe (для осуществления этого процесса волоконницы применяют различные ферменты и последовательности химических реакций. Итогом работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.
В ходе лабораторных исследований ученые изучили ферменты грибов. Эти белки были выделены, размножены и проверены на способность катализировать различные реакции. Химик Бернхард Рупп ( Bernhard Rupp) создал модели этих белков с помощью AlphaFold 3. В процессе исследования структуры ферментов и химических реакций, с ними связанных, было установлено, что последовательность реакций преобразования у волоконниц существенно отличается от уже известных Psilocybe.
Несмотря на то, что ученые продолжают исследования, остается неясным, почему столь различные виды грибов синтезируют идентичное действующее соединение. Вероятно, это псилоцибин предназначен для отпугивания хищников. Даже самые незначительные повреждения вызывают посинение Psilocybe в результате химической цепной реакции, которая делает доступными продукты распада псилоцибина. Это может быть химический защитный механизм.
«В природе нет случайных действий. Следовательно, у явления, наблюдаемого как у волоконниц в лесу, так и у других видов, должно существовать эволюционное обоснование Psilocybe на навозе или древесной щепе производят эту молекулу — мы просто пока не знаем, какое именно», — сказал Хоффмайстер.
Появление двух способов производства псилоцибина имеет важное практическое значение, поскольку теперь ученые располагают большим количеством инструментов для биотехнологического получения этого вещества показывает хорошие результаты в лечении резистентной депрессии, не поддающейся стандартной терапии антидепрессантами разных фармакологических групп. Они надеются, что их результаты внесут вклад в будущее производство псилоцибина для фармацевтики в биореакторах без необходимости сложных химических синтезов.