Американские биологи считают,
что галлюциногенные грибы обзавелись кластерами генов, позволяющими вырабатывать психоделик псилоцибин, в результате
горизонтального переноса, сообщается в Evolution
Letters.
Исследователи пришли к такому выводу,
проанализировав несколько видов грибов из разных семейств. По мнению
авторов, грибы вырабатывают псилоцибин, чтобы отпугнуть насекомых,
которые либо
поедают их, либо конкурируют с ними
за пищу.
Псилоцибин
синтезируют более 200 видов грибов,
которые относятся к нескольким семействам
пластинчатых.
По строению это вещество похоже на
серотонин и галлюциногенный эффект,
который оно оказывает на людей, обусловлен
стимуляцией серотониновых рецепторов
5-НТ2А. Вещество служит
вторичным метаболитом, которые в разных
организмах могут выполнять транспортные
или защитные функции. Хотя роль псилоцибина
для жизнедеятельности грибов до сих
пор неизвестна, предположительно, он служит для регулирования
поведения многоклеточных организмов.
Галлюциногенные грибы Panaeolus cyanescens:
Грибы
вырабатывают псилоцибин из аминокислоты
триптофана в процессе многоступенчатого
биосинтеза, в котором задействован
целый ряд ферментов. Соответственно,
они кодируются несколькими генами,
по-видимому, образующими в геноме грибов
кластер.
Авторы нового исследования
под руководством Джейсона Слота (Jason
Slot) из Университета штата Огайо предположили, что грибы из разных
семейств с помощью горизонтального переноса от
других грибов, которые росли поблизости, получали кластеры генов,
кодирующие ферменты для синтеза псилоцибина. В отличие от вертикального
переноса, в ходе которого ДНК передается
от предков потомкам, во время горизонтального
переноса её передают друг другу организмы,
не являющиеся родственниками. Например,
паразитические бактерии могут передавать
свою ДНК хозяйскому организму, и со
временем она встраивается в его геном.
Чтобы проверить
свою гипотезу, учёные секвенировали
геномы трёх видов галлюциногенных
грибов: Psilocybe
cyanescens из семейства
строфариевых, огнёвку
(Gymnopilus
dilepis) из
семейства паутинниковых, и Panaeolus
cyanescens
из семейства больбитиевых.
Для контроля
авторы работы секвенировали геномы
трёх видов грибов, не вырабатывающих
псилоцибин. Чтобы подтвердить функции кластера,
исследователи проверили экспрессию
генов грибов в бактериальной системе.
А наличие полученных ферментативным
синтезом веществ проанализировали с помощью
масс-спектрометрии.
Как
и предполагали авторы, у всех
галлюциногенных грибов обнаружился искомый генный кластер, а у
контрольных видов — нет. По мнению исследователей, одинаковый генный
кластер у трёх «дальних
родственников» свидетельствует о том, что грибы обменивались генами с
помощью горизонтального переноса.
Исследователи в своей работе предположили, что грибы стали вырабатывать
псилоцибин для защиты от насекомых.
Большинство галлюциногенных грибов
растёт либо в навозе, либо в гниющих или
живых деревьях; там где много насекомых,
которые могут либо конкурировать с
грибами за пищу, либо использовать в
пищу их самих. Предположительно,
псилоцибин может менять поведение
насекомых, в частности термитов, которые
тоже питаются древесиной. Хотя
доказательств своей гипотезы авторы
не приводят, они иллюстрируют её примером
мушек-дрозофил, у которых аналогичное
псилоцибину вещество-антагонист
серотониновых рецепторов 5-НТ2А блокирует
пищевое поведение.
Комментариев нет:
Отправить комментарий