Grzyby „wymyśliły” psylocybinę co najmniej dwa razy, w zupełnie niezależny sposób

Zdjęcie: Ilustracja grzybów psylocybinowych po lewej i helisy DNA po prawej – symbol dwóch niezależnych dróg ewolucyjnych produkcji psylocybiny

Wyobraź sobie, iż natura dwukrotnie, w zupełnie niezależny sposób, wpadła na ten sam genialny pomysł. Nowe badanie opublikowane we wrześniu 2025 roku pokazuje, iż właśnie tak stało się z psylocybiną – słynną substancją psychoaktywną z „magicznych grzybów”. Naukowcy z Niemiec odkryli, iż ewolucja opracowała dwa kompletnie różne „przepisy” na jej stworzenie. To odkrycie nie tylko fascynuje biologów, ale może też całkowicie zmienić sposób, w jaki produkujemy leki na depresję.

Dwie drogi, jeden cel: Czym jest ewolucja konwergentna?

Pomyśl o skrzydłach. Ptaki mają skrzydła i nietoperze też. Jednak ich ostatni wspólny przodek nie latał. Oznacza to, iż obie grupy niezależnie wyewoluowały zdolność do lotu, bo była ona przydatna w ich środowisku. To zjawisko nazywamy ewolucją konwergentną: dwie różne linie ewolucyjne dochodzą do tego samego rozwiązania, ale różnymi drogami.

Dokładnie to stało się z grzybami. Z jednej strony mamy dobrze znany rodzaj Psilocybe (np. łysiczka kubańska). Z drugiej – daleko z nimi spokrewnione strzępiaki (rodzaj Inocybe). Okazuje się, iż oba rodzaje produkują psylocybinę, ale robią to w zupełnie inny sposób. To tak, jakby dwóch kucharzy upiekło identyczne ciasto, używając zupełnie innych składników i technik.

Przepis na psylocybinę: Jak robią to grzyby?

Kluczem do produkcji każdej substancji w żywym organizmie jest biosynteza, czyli seria reakcji chemicznych kontrolowanych przez enzymy. To właśnie te procesy naukowcy wzięli pod lupę.

Ścieżka #1: Klasyczna metoda Psilocybe

Do tej pory znaliśmy jeden „przepis” na psylocybinę. Grzyby z rodzaju Psilocybe używają zestawu enzymów kodowanych przez geny psi. Proces w uproszczeniu wygląda tak:

1. Dekarboksylacja: Od cząsteczki L-tryptofanu (aminokwasu) odrywana jest grupa karboksylowa.
2. Hydroksylacja: Dołączenie grupy hydroksylowej (-OH) w konkretnym miejscu.
3. Fosforylacja: Dołączenie grupy fosforanowej.
4. Metylacja: Dołączenie dwóch grup metylowych, co kończy proces.

To sprawdzona i dobrze zbadana droga. Aż do teraz myśleliśmy, iż jedyna.

Ścieżka #2: Zaskakująca innowacja strzępiaków (Inocybe)

Zespół pod kierownictwem prof. Dirka Hoffmeistera odkrył, iż strzępiaki nic sobie nie robią z klasycznego przepisu. Używają własnego zestawu narzędzi – enzymów kodowanych przez geny ips. Co najbardziej zaskakujące, kolejność kroków jest zupełnie inna!

1. Hydroksylacja: Proces zaczyna się od dodania grupy -OH do L-tryptofanu.
2. Dekarboksylacja: Dopiero teraz odrywana jest grupa karboksylowa.
3. Metylacja: Następuje dodanie grup metylowych.
4. Fosforylacja: Proces kończy się dołączeniem grupy fosforanowej.

Co więcej, strzępiaki używają dwóch różnych enzymów do metylacji (IpsM1 i IpsM2). Dzięki temu ich linia produkcyjna jest rozgałęziona i tworzy nie tylko psylocybinę, ale także baeocystynę jako drugi, finalny produkt.

Dlaczego grzyby w ogóle produkują psylocybinę? Tajemnica wciąż nierozwiązana

To pytanie zadają sobie naukowcy od lat. „Prawdziwa odpowiedź brzmi: nie wiemy” – przyznaje prof. Hoffmeister. Natura nie robi niczego bez powodu, więc jakaś korzyść musi z tego płynąć.

Główna hipoteza mówi, iż psylocybina to mechanizm obronny. Kiedy uszkodzisz grzyb psylocybinowy, często sinieje. To niebieskie zabarwienie to widoczny efekt rozkładu psylocybiny. Być może ten proces ma odstraszać owady lub inne zwierzęta, które chciałyby zjeść grzyba. Substancja ta może zaburzać ich zachowanie lub po prostu być dla nich toksyczna. Zagadka jest tym ciekawsza, iż Psilocybe i Inocybe żyją w zupełnie innych warunkach, więc musiały napotkać podobną presję ewolucyjną.

Od lasu po laboratorium: Jak to odkrycie pomoże w leczeniu depresji?

Choć ewolucyjna zagadka pozostaje nierozwiązana, odkrycie ma ogromne praktyczne znaczenie. Psylocybina jest w tej chwili w zaawansowanych badaniach klinicznych jako potencjalny przełom w leczeniu depresji lekoopornej, PTSD i uzależnień.

Nowe narzędzia dla biotechnologii

„Teraz, gdy znamy dodatkowe enzymy, mamy więcej narzędzi w naszym zestawie do biotechnologicznej produkcji psylocybiny” – wyjaśnia Hoffmeister. Każdy enzym działa z inną wydajnością i w innych warunkach. Posiadanie dwóch różnych „linii produkcyjnych” daje naukowcom elastyczność w projektowaniu najlepszego i najbardziej wydajnego procesu.

Czysta psylocybina bez chemii

Celem jest produkcja psylocybiny na dużą skalę w bioreaktorach. Wykorzystuje się do tego genetycznie zmodyfikowane mikroorganizmy, np. drożdże lub bakterie, którym „wszczepia się” geny odpowiedzialne za produkcję tej cząsteczki. Dzięki nowo odkrytym enzymom ips proces ten może stać się jeszcze tańszy i bardziej efektywny. To pozwoli uniknąć skomplikowanej syntezy chemicznej i dostarczyć pacjentom czysty, bezpieczny lek.

To fascynujący przykład, jak fundamentalne badania nad ewolucją w leśnych grzybach mogą bezpośrednio przełożyć się na rewolucję w nowoczesnej medycynie.