Галлюциногенные грибы обзавелись кластерами генов, занимающихся выработкой психоделического вещества псилоцибин, в результате горизонтального переноса. Таким образом грибы, возможно, получили галлюциногенные свойства не в результате эволюции, а от других организмов.

Об этом сообщается в Evolution Letters

Во время горизонтального переноса ее передают друг другу организмы, не являющиеся родственниками. Например, паразитические бактерии могут передавать свою ДНК хозяйскому организму, и со временем она встраивается в его геном. 

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. Оно 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.

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 ее 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, ученые секвенировали геномы трех видов галлюциногенных грибов: Psilocybe cyanescens из семейства строфариевых, огневку (Gymnopilus dilepis) из семейства паутинниковых, и Panaeolus cyanescens из семейства больбитиевых. Для контроля авторы работы секвенировали геномы трех 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 трех «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 растет 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 иллюстрируютее примером мушек-дрозофил, у которых аналогичное псилоцибину вещество-антагонист серотониновых рецепторов 5-НТ2А блокирует пищевое поведение.

Ранее ботаники обнаружили неизвестную ранее стратегию, с помощью которой пустынные растения защищаются от съедения. Они вырабатывают клейкое вещество, на которое во время порывов ветра налипает песок и создает эффект наждачной бумаги для травоядных.

 

Биосинтез психоделика псилоцибина из аминокислоты триптофана. Схема адаптирована Edgar181 из Wurst M, Kysilka R, Flieger M. / Folia Microbiologica, 2002 Фото: nplus1.ru

 

Как сообщала "Страна", в Чернобыльской зоне зарегистрировали необъяснимый рост концентрации изотопа йода-131.

При ядерных испытаниях и авариях ядерных реакторов это вещество является одним из основных короткоживущих радиоактивных загрязнителей природной среды.

Он представляет большую опасность радиационную для человека и животных в связи со способностью накапливаться в организме, замещая природный йод.

Напомним пять самых главных находок отечественных археологов 2017 года.

 

 

Подписывайся на Страну в Twitter. Узнавай первым самые важные и интересные новости!