یک مطالعه جدید نشان داده است که گونه‌های مختلف قارچ به‌طور مستقل و با استفاده از ابزارهای آنزیمی کاملاً متفاوت، توانسته‌اند به تولید یک مولکول روانگردان مشترک یعنی پسیلوسایبین برسند. این کشف نشان می‌دهد که طبیعت می‌تواند از مسیرهای بیوشیمیایی غیرمرتبط، به یک محصول شیمیایی مشابه دست یابد.
پسیلوسایبین چگونه عمل می‌کند؟
زمانی که انسان‌ها پسیلوسایبین را مصرف می‌کنند، بدن آن را به پسیلوسین تبدیل می‌کند. پسیلوسین به گیرنده 5-HT2A در مغز متصل می‌شود و باعث تغییر در سیگنال‌دهی عصبی می‌گردد. این تغییرات درک، احساس و خلق‌وخو را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به همین دلیل، پژوهشگران امروزه تحت شرایط پزشکی سختگیرانه، در حال بررسی کاربرد احتمالی آن برای درمان افسردگی هستند.
دو مسیر متفاوت برای تولید پسیلوسایبین
این پژوهش توسط دیرک هوفمایستر از دانشگاه فردریش شیلر ینا و مؤسسه لایب‌نیتس آلمان انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که:
- قارچ‌های Psilocybe و Inocybe هر دو پسیلوسایبین تولید می‌کنند، اما مسیرهای بیوشیمیایی آنها کاملاً متفاوت است.
- در Psilocybe ابتدا کربن‌دی‌اکسید از تریپتوفان حذف می‌شود، سپس گروه‌های هیدروکسیل و متیل اضافه شده و در نهایت گروه فسفات متصل می‌شود.
- در Inocybe ترتیب واکنش‌ها کاملاً تغییر می‌کند و آنزیم‌ها هیچ نقطه مشترکی با مسیر Psilocybe ندارند. این مسیر همچنین منجر به تولید ترکیب دیگری به نام بائوسستین به‌عنوان محصول نهایی می‌شود.
چرا قارچ‌ها پسیلوسایبین می‌سازند؟
یک پژوهش در سال ۲۰۲۰ نشان داد که زمانی که بافت قارچ‌های Psilocybe آسیب می‌بیند، به سرعت به رنگ آبی تغییر می‌کند. این تغییر ناشی از فعال شدن آنزیم‌هایی است که پسیلوسین را آشکار کرده و آن را به پلیمرهایی متصل می‌کنند. این پلیمرها می‌توانند به پروتئین‌ها متصل شوند و احتمالاً نوعی سپر شیمیایی دفاعی را فعال می‌سازند.
به گفته هوفمایستر: «شاید این مولکول نوعی مکانیسم دفاع شیمیایی در برابر شکارگران یا عوامل محیطی باشد.»
با این حال، نقش اکولوژیکی پسیلوسایبین هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است و ممکن است بسته به زیستگاه قارچ و ارگانیسم‌های اطراف آن متفاوت باشد.
کاربردهای پزشکی پسیلوسایبین
در یک آزمایش بالینی روی ۲۳۳ بزرگسال مبتلا به افسردگی مقاوم به درمان، یک دوز ۲۵ میلی‌گرمی پسیلوسایبین توانست طی سه هفته، نمرات افسردگی را به‌طور معناداری کاهش دهد. گروهی که دوز بالاتری دریافت کرده بودند، بهبود بیشتری نشان دادند، هرچند عوارض جانبی نیز رایج بود و همچنان تحقیقات طولانی‌مدت برای ارزیابی ایمنی و پایداری نتایج ادامه دارد.
نکته مهم این است که اثر درمانی وابسته به نوع قارچ یا مسیر آنزیمی تولیدکننده نیست، زیرا ماده فعال نهایی یکسان است. اما کشف مسیرهای متفاوت اهمیت دارد، چرا که می‌تواند روش‌های تولید صنعتی دارو را ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر کند.
تکامل و همگرایی زیستی
وجود دو مسیر کاملاً جداگانه برای ساخت پسیلوسایبین نمونه‌ای از تکامل همگرا است. در این حالت، موجودات غیرمرتبط به‌طور مستقل به یک ویژگی مشابه می‌رسند. این یافته پرسش‌های جدیدی درباره فشارهای محیطی و نقش اکولوژیکی این مولکول ایجاد می‌کند.
- گونه‌های Psilocybe اغلب روی چوب یا کود رشد می‌کنند.
- قارچ‌های Inocybe بیشتر در جنگل‌ها یافت می‌شوند.
- بنابراین، پسیلوسایبین ممکن است در هر محیط کارکرد متفاوتی داشته باشد.
چشم‌انداز تحقیقات آینده
کشف مسیرهای مختلف آنزیمی به زیست‌فناوران این امکان را می‌دهد که تولید پسیلوسایبین را در سیستم‌های مختلفی مانند مخمر یا باکتری بازسازی کنند. این کار می‌تواند:
- مراحل تولید را ساده‌تر کند.
- بازده تولید را افزایش دهد.
- نیاز به سنتز شیمیایی پیچیده را کاهش دهد.
البته، بدون توجه به مسیر تولید، استانداردهای نظارتی برای ایمنی و کیفیت دارو یکسان باقی خواهند ماند. اما تنوع مسیرها می‌تواند انعطاف‌پذیری در تولید صنعتی و دسترسی پزشکی را افزایش دهد.
درس‌هایی از تکامل قارچ‌ها
این مطالعه نشان می‌دهد که مسیرهای زیستی شبیه دستورالعمل‌های ثابت نیستند، بلکه استراتژی‌هایی هستند که طبیعت می‌تواند چندین بار به‌طور مستقل آنها را کشف کند. چه برای دفاع شیمیایی، چه رقابت با میکروب‌ها یا تعامل با دیگر موجودات، پسیلوسایبین نمونه‌ای عالی از خلاقیت تکامل است.
این تحقیق در مجله علمی Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است.
جمع‌بندی
پسیلوسایبین توسط قارچ‌ها از مسیرهای تکاملی متفاوت ساخته می‌شود. این کشف می‌تواند افق‌های تازه‌ای برای علم پزشکی و تولید داروهای نوین بگشاید.
📢 اگر این مقاله برایتان جذاب بود، دیدگاه خود را در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید یا آن را با دوستانتان منتشر کنید.
