Naukowcy zmanipulowali genu bakterii, aby stworzyć nowy sposób produkcji psilocybiny, głównego psychoaktywnego składnika grzybów psychedelicznych.
W badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie Metabolic Engineering, naukowcy z Miami University wyjaśnili, w jaki sposób wzięli geny odpowiedzialne za produkcję psilocybiny, dodali je do bakterii E. coli i stworzyli nowy szczep zwany „pPsilo16”, który służy jako „modułowa platforma do produkcji biosyntetycznej” dla tego związku halucynogennego.
Po przetestowaniu różnych kombinacji genetycznych i przeprowadzeniu eksperymentów optymalizacyjnych w różnych warunkach, zidentyfikowali szczepy, które okazały się najbardziej obiecujące i przeszły proces fermentacji, który ostatecznie dostarczyły 1,16g/l psylocybiny, pierwszej kiedykolwiek wyprodukowanej przy użyciu organizmu zmodyfikowanego genetycznie.
Badacze nazwali ten rozwój „znaczącym krokiem w kierunku wykazania wykonalności przemysłowej produkcji psilocybiny pochodzenia biologicznego”.
Odkrycie to jest szczególnie aktualne, biorąc pod uwagę zwiększone zainteresowanie badaniem psilocybiny jako potencjalnej opcji leczenia stanów zdrowia psychicznego, takich jak depresja, lęk i uzależnienie – włączając w to nowe wysiłki badawcze psychedeliczne o wartości 17 milionów dolarów na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa.
Hodowla grzybów psilocybinowych w konwencjonalny sposób wymaga dużo miejsca i czasu, a synteza chemiczna związku „pozostaje żmudna i kosztowna, obejmując liczne pośrednie etapy oddzielania i oczyszczania”, stwierdza badanie.
„Ta praca pokazuje pierwszy zgłoszony przypadek wytwarzania psilocybiny in vivo przy użyciu prokariotycznego gospodarza” – stwierdza badanie. „Ponadto praca ta podkreśla moc tandemowej optymalizacji genetycznej i fermentacji w celu szybkiego zidentyfikowania kluczowych parametrów procesu wymaganych do umożliwienia udanych badań na większą skalę, których kulminacją jest produkcja wysokowartościowego produktu chemicznego w skali gramowej”.
Podczas gdy leczenie psilocybiną pozostaje w znacznym stopniu ograniczone w badaniach klinicznych, aktywiści w Oregonie pracują nad zalegalizowaniem grzyba do celów terapeutycznych i jest zrozumiałe, że przełom taki jak ten mógłby stać się użyteczny, gdyby takie możliwości leczenia zostały ostatecznie wdrożone.
„Pobieramy DNA z grzyba, który koduje jego zdolność do wytwarzania tego produktu i umieszczamy go w E. coli” – powiedział Andrew Jones, który kierował projektem badawczym w komunikacie prasowym. „Jest to sposób podobny do tego, w jaki robi się piwo poprzez proces fermentacji. Skutecznie bierzemy technologię, która pozwala na skalę i szybkość produkcji i stosujemy ją do naszej psilocybiny wytwarzającej E. Coli. ”
Jones podkreślił również szybki postęp, jaki jego zespół dokonał w trakcie swoich eksperymentów, mówi, że „poprawili produkcję z zaledwie kilku miligramów [psilocybiny] na litr do ponad grama na litr, prawie 500-krotny wzrost”.
Aby odkrycie miało rzeczywiste zastosowanie, tak aby psilocybina wytworzona w tym procesie mogła być efektywnie wykorzystana w badaniach klinicznych, Jones powiedział, że muszą nauczyć się sposobów uczynienia E. coli lepszym gospodarzem. Powiedział, że to będzie przedmiotem dalszych badań.
„Przyszłe wysiłki mające na celu wzmocnienie tła szczepu, aby umożliwić produkcję psilocybiny de novo, bez potrzeby suplementacji chemicznej, mogą umożliwić biologicznie syntetyzowanemu produktowi farmaceutycznemu psilocybiny konkurowanie ze strategiami syntezy chemicznej do zastosowań w medycynie, psychologii i neurobiologii”, mówi badanie.
