Генетики заставили растение синтезировать пять психоделиков одновременно

В природе существует множество растительных и животных токсинов, воздействующих на нервную систему. Сегодня наука активно изучает структуру этих молекул, чтобы понять принципы работы человеческого мозга. Лабораторные эксперименты показывают, что такие соединения могут служить ключом к изучению нейропластичности — способности мозга восстанавливать разрушенные нейронные связи после тяжелых стрессов и травм.

Все классические психоделики строятся на одной биологической базе — аминокислоте триптофане. Из нее же человеческий организм производит серотонин, регулирующий настроение и многое другое. Поэтому эти вещества имеют очень похожую химическую структуру, из-за чего молекулы растений, грибов и жаб способны связываться с серотониновыми рецепторами в мозге человека. Разные виды научились по-своему перерабатывать триптофан, создавая уникальные химические вариации.

Сегодня эти вещества добывают из редких растений, грибов или животных, что вызывает экологические и этические проблемы. Например, жабы Сонорской пустыни, выделяющие мощный психоделик, страдают от потери среды обитания и бесконтрольного отлова. Альтернативный химический синтез в лабораториях слишком сложен, дорог и оставляет токсичные отходы.

Охота за галлюцинациями поставила «психоделических лягушек» на грань исчезновения Популяция жаб в пустыне Сонора резко сократилась, когда среди наркоманов распространились слухи о том, что эти животные выделяют мощнейший галлюциноген. Это выяснила международная команда ученых. naked-science.ru

Биологи нашли способ объединить в одном организме механизмы создания пяти психоделиков: ДМТ из тропических кустарников, псилоцибина и псилоцина из грибов, а также буфотенина и 5-MeO-DMT из яда жабы. Результаты опубликовали в журнале Science Advances.

В начале эксперимента исследователи расшифровали точный генетический механизм производства ДМТ в природе. Они выделили ключевые гены и ферменты, ответственные за этот процесс в тропических кустарниках. Затем биологи внедрили эти гены в Nicotiana benthamiana — лабораторный вид табака, который часто используют в генной инженерии. Растение успешно начало синтезировать ДМТ.

Затем ученые добавили в листья гены грибов и жаб. Когда биологи попытались получить жабий 5-MeO-DMT, выяснилось, что табак производит его в крайне малых количествах. Исследователи поняли, что молекула вещества плохо совпадала с активным центром фермента. Они заменили одну аминокислоту в структуре фермента и добились соответствия, увеличив производство вещества в 40 раз.

Схема производства пяти молекул внутри растения N. benthamiana на базе аминокислоты триптофана (Trp 1). Цвета показывают происхождение ферментов: растения (красный), жабы (зеленый), грибы (синий). Пунктирными стрелками отмечены уникальные химические реакции, запущенные благодаря искусственной мутации белка. / © Paula Berman et al./Science Advances (2026)

Далее ученые поместили гены пяти соединений в один куст, и растение смогло одновременно синтезировать все пять молекул. При этом, когда все пути активировались разом, ферменты начинали конкурировать за исходный триптофан, из-за чего общая эффективность производства падала. 

В конце биологи добавили еще и бактериальные ферменты. Табак начал синтезировать модифицированные молекулы с атомами хлора и брома.

Даже одна доза псилоцибина быстро избавила от депрессии Клиническое рандомизированное исследование показало, что единократный прием псилоцибина снижает тяжесть симптомов рекуррентной депрессии уже на второй день после процедуры. Эксперимент подтвердил г… naked-science.ru

Таким образом, авторы научной работы создали программируемую биологическую фабрику, способную быстро производить различные химические соединения. В перспективе исследователи смогут научить растения собирать еще более сложные многокомпонентные смеси. Это даст нейробиологам чистый и возобновляемый материал для изучения работы мозга.