Галюциногенні гриби поділилися один з одним рецептом синтезу психоделиків

Американські біологи вважають, що галюциногенні гриби обзавелися кластерами генів, що дозволяють виробляти психоделік псилоцибін, в результаті горизонтального перенесення, повідомляється в. Дослідники прийшли до такого висновку, проаналізувавши кілька видів грибів з різних сімейств. На думку авторів, гриби виробляють псилоцибін, щоб відлякати комах, які або поїдають їх, або конкурують з ними за їжу.

Псилоцибін синтезує понад 200 видів грибів, які належать до кількох сімействів пластинчастих. По будові ця речовина схожа на серотонін і галюциногенний ефект, який вона чинить на людей, обумовлений стимуляцією серотонінових рецепторів 5-НТ2А. Речовина служить вторинним метаболітом, які в різних організмах можуть виконувати транспортні або захисні функції. Хоча роль псилоцибіну для життєдіяльності грибів досі невідома, імовірно, він служить для регулювання поведінки багатоклітинних організмів.

Гриби виробляють псилоцибін з амінокислоти триптофану в процесі багатоступеневого біосинтезу, в якому задіяний цілий ряд ферментів. Відповідно, вони кодуються кількома генами, мабуть, утворюючими в геномі грибів кластер. Автори нового дослідження під керівництвом Джейсона Слота (Jason Slot) з Університету штату Огайо припустили, що гриби з різних сімейств за допомогою горизонтального перенесення від інших грибів, які росли поблизу, отримували кластери генів, що кодують ферменти для синтезу псилоцибіну. На відміну від вертикального перенесення, в ході якого ДНК передається від предків нащадкам, під час горизонтального перенесення її передають один одному організми, які не є родичами. Наприклад, паразитичні бактерії можуть передавати свою ДНК господарському організму, і з часом вона вбудовується в його геном.

Щоб перевірити свою гіпотезу, вчені секвенували геноми трьох видів галюциногенних грибів: з сімейства строфарієвих, вогневку (з сімейства павутинникових, і з сімейства больбітієвих. Для контролю автори роботи секвенували геноми трьох видів грибів, які не виробляють псилоцибін. Щоб підтвердити функції кластера, дослідники перевірили експресію генів грибів у бактеріальній системі. А наявність отриманих ферментативним синтезом речовин проаналізували за допомогою мас-спектрометрії. Як і припускали автори, у всіх галюциногенних грибів виявився шуканий генний кластер, а у контрольних видів - ні. На думку дослідників, однаковий генний кластер у трьох «далеких родичів» свідчить про те, що гриби обмінювалися генами за допомогою горизонтального перенесення.

Дослідники у своїй роботі припустили, що гриби почали виробляти псилоцибін для захисту від комах. Більшість галюциногенних грибів росте або в гнилих або живих деревах; там де багато комах, які можуть або конкурувати з грибами за їжу, або використовувати в їжу їх самих. Імовірно, псилоцибін може змінювати поведінку комах, зокрема термітів, які теж харчуються деревиною. Хоча доказів своєї гіпотези автори не наводять, вони ілюструють її прикладом мушок-дрозофіл, у яких аналогічна псилоцибіну речовина-антагоніст серотонінових рецепторів 5-НТ2А блокує харчову поведінку.

Раніше ботаніки виявили невідому раніше стратегію, за допомогою якої пустельні рослини захищаються від з'їдення. Вони виробляють клейку речовину, на яку під час поривів вітру налипає пісок і створює ефект наждачного паперу для травоїдних.