Що спільного між рослинами, жабами та грибами? Вони всі можуть виробляти психоделічні речовини – і тепер їхні сили об'єднані в одній рослині, як у більш тріповому Капітані Планеті.

У дикий перший раз вчені взяли гени, які ці організми використовують для виробництва п'яти натуральних психоделіків, і ввели їх у тютюнову рослину (Nicotiana benthamiana), яка потім виробила всі п'ять сполук одночасно.

З ростом інтересу до психоделіків як потенційних лікувальних засобів для таких захворювань, як депресія, тривога та ПТСР, нова система може запропонувати вченим новий спосіб виробництва цих сполук для досліджень.

"[Наша] стратегія встановила гетерологічну рослинну систему для виробництва п'яти відомих терапевтично цінних сполук, їх похідних та ненатуральних рослинних аналогів, що забезпечує стартову точку для їх виробництва в рослинах," - пише команда, очолювана дослідниками з Інституту Вейцмана в Ізраїлі.

Вони ідентифікували ключові гени, які використовують дві рослини – Psychotria viridis та Acacia acuminata – для виробництва ДМТ, а також покрокові хімічні шляхи, які беруть участь у виробництві цієї сполуки.

Потім вони поєднали ці гени з уже відомими шляхами психоделічних грибів (Psilocybe cubensis) та жаби-кана (Rhinella marina), додали підтримуючі ферменти з рису та крес-салату, а потім генетично ввели комбінований генетичний набір у тютюнові рослини.

Тютюн був обраний не через власне виробництво наркотиків, а тому, що він фактично є лабораторним щуром серед рослин, з швидким зростанням.

Врешті-решт команда ретельно контролювала виробництво рослиною п'яти психоделічних триптамінів: ДМТ, спочатку з рослин; псилоцин і псилоцибін з грибів; а також буфотенін і 5-MeO-ДМТ з жаб.

Модифіковані тютюнові рослини виявилися здатними виробляти всі п'ять сполук одночасно. Оскільки різні шляхи виробництва конкурують за ті ж ресурси, деякі сполуки вироблялися в менших кількостях, ніж у їхніх оригінальних джерелах.

Однак виробництво було достатньо високим, щоб припустити, що з деякими додатковими налаштуваннями система може функціонувати як біологічна фабрика триптамінів для дослідників.

З подальшими дослідженнями систему можна оптимізувати для дослідницьких потреб або навіть допомогти розробити нові сполуки, адаптовані для специфічних терапевтичних застосувань.

Ця робота встановлює універсальну платформу для одночасного біосинтезу та диверсифікації психоактивних індолілетиламінів, прокладаючи шлях для їх виробництва в рослинах.