Как грибы Psilocybe mexicana регулируют обмен триптофана для синтеза псилоцибина

Псилоцибин — психоактивное вещество, которое вырабатывают некоторые грибы, например Psilocybe mexicana. В России псилоцибин запрещён, и его изучение возможно только в научных целях. Учёные задались вопросом: как гриб обеспечивает себя сырьём для синтеза этого вещества?

Основой для псилоцибина служит аминокислота L-триптофан. Когда гриб переходит от простого мицелия (вегетативной стадии) к образованию плодового тела (карпофора), потребность в триптофане резко возрастает — ведь псилоцибин может составлять до 2% сухой массы гриба.

Исследователи сравнили активность генов в мицелии, который не производит псилоцибин, и в плодовых телах, где он синтезируется. Оказалось, что в плодовых телах гены, отвечающие за производство триптофана, работают активнее. А гены, которые обычно расходуют триптофан на другие нужды, наоборот, почти отключаются. Так гриб направляет всю аминокислоту на создание псилоцибина.

Дополнительно учёные выделили один из этих «расходующих» ферментов (IasA) и изучили его в лаборатории. Это первый охарактеризованный микробный фермент, который предпочитает именно L-триптофан. Сравнение с близким видом Psilocybe cubensis показало, что даже у родственных грибов регуляция обмена триптофана различается.

Работа имеет пилотный характер и впервые показывает, как грибы согласовывают основной обмен веществ с производством вторичных соединений. Однако исследования проводились только на грибах и клетках, на людях это не проверялось.