Новый пример конвергентной эволюции: химики узнали, что грибы создали псилоцибин двумя разными путями

Иногда в процессе эволюции разные биологические виды независимо развивают одни и те же биологические структуры, признаки или адаптации. При опасности скручиваются и броненосцы, и мокрицы. Акулы — рыбы, а дельфины — млекопитающие, при этом у них очень похожие формы тел. А для процесса превращения раков в крабов даже есть специальный термин — карцинизация.

Это примеры конвергентной эволюции. Она может проходить и на глубоком, невидимом уровне. Муравьи и крапива используют одну и ту же кислоту, созданную ими в процессе эволюции для защиты. Грибы смогли произвести изменяющее сознание вещество разными способами.

Международная группа исследователей впервые смогла доказать, что разные виды грибов производят псилоцибин разными биохимическими путями. Грибы рода Psilocybe и рода Inocybe (волоконницы) используют для этого процесса разные ферменты и последовательности химических реакций. Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Биологи нашли первый антидот, помогающий при отравлении бледной поганкой Бледная поганка — едва ли не самый опасный из всех ядовитых грибов. Ее токсин смертелен и не разрушается при кулинарной обработке, противоядия от него нет. Первый потенциальный антидот обнаружили л… naked-science.ru

Исследователи проанализировали ферменты грибов в лаборатории. Они выделили эти белки, размножили и проверили, какие реакции те катализируют. Химик Бернхард Рупп (Bernhard Rupp) создал модели этих белков с помощью AlphaFold 3. В результате изучения структуры ферментов и связанных с ними химических реакций ученые выяснили, что цепочка реакций преобразования у волоконниц значительно отличается от известной у Psilocybe.

Ученые до сих пор не уверены, зачем две такие разные группы грибов производят одно и то же активное вещество. Возможно 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.

Два энзимных пути производства псилоцибина грибами / © Tim Schäfer, Leibniz-HKI

«Природа ничего не делает без причины. Так что должно быть эволюционное преимущество в том, что и волоконницы в лесу, и виды Psilocybe на навозе или древесной щепе производят эту молекулу — мы просто пока не знаем, какое именно», — сказал Хоффмайстер.

Открытие двух путей производства псилоцибина имеет практическое значение — теперь у ученых появилось больше инструментов для биотехнологического производства псилоцибина. Это вещество 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.