Кишечную палочку превратили в фабрику психоделиков

Когда говорят о волшебных грибах, то в первую очередь имеют в виду грибы рода Psilocybe. С виду они ничем не примечательны — обычные поганки, однако внутри скрывается вещество, имеющее особый эффект.

Речь идет о психоделике под названием псилоцибин. Прежде всего он известен как стимулятор галлюцинаций, но теперь его все активнее тестируют в качестве потенциального средства для лечения психических нарушений, в том числе разнообразных зависимостей, большой депрессии и посттравматического стрессового расстройства.

К слову, на днях стало известно об открытии Центра исследований психоделиков и сознания в Балтиморе на базе Университета Джона Хопкинса. В новый центр вливают огромные средства и прочат ему большое будущее.

Однако эксперимент, о котором пойдет речь, был организован в другом учреждении — в Университете Майами — это частный светский университет США. Собственно, перед учеными стояла задача организовать массовое производство псилоцибина без выращивания грибов. В грибах нужного вещества не так уж много, и создавать грибные фермы не представляется рентабельным.

Исследователи вполне ожидаемо обратились за помощью к бактериям, поскольку они давно зарекомендовали себя в качестве мини-заводов по производству тех или иных веществ. Например, некоторые лекарства, включая гормон инсулин, уже сейчас производятся с помощью генно-инженерных бактерий.

В данном случае исследователи манипулировали метаболизмом Escherichia coli (она же E. coli, она же кишечная палочка). Кишечная палочка славится среди биоинженеров тем, что плодовита, хорошо изучена и к ней применим большой универсальный набор генетических инструментов.

«Мы просто взяли ДНК гриба Psilocybe и поместили ее в E. coli», — говорит соавтор исследования Эндрю Джонс, профессор химической и биологической инженерии. В результате модификаций клетки микроба начали продуцировать псилоцибин.

Команда ученых вначале создала несколько штаммов психоделической кишечной палочки, но перспективным кандидатом был признан только один — его назвали pPsilo16. Он обеспечил наибольшую концентрацию псилоцибина с минимальным количеством нежелательных побочных продуктов.

Затем исследователи поработали над оптимизацией, проведя серию экспериментов по определению наилучших условий ферментации. Выявили наилучшую культуральную среду, наилучшую температуру и наилучшую питательную смесь для производства псилоцибина.

И наконец, команда смогла довести производство психоделика до больших биореакторов, отрегулировав процесс таким образом, чтобы в конечном итоге получить концентрацию 1,16 г псилоцибина на литр. Таким образом кишечная палочка pPsilo16, продуцирует больше псилоцибина, чем любой из известных организмов, модифицированных с помощью ДНК «волшебного гриба».

«Что удивительно, так это скорость, с которой мы смогли достичь высокой производительности», — поделился Джонс. Действительно, всего лишь за полтора года работ исследователи смогли увеличить синтез псилоцибина в 500 раз.

По словам ученых, они представили убедительные доказательства того, что псилоцибин может быть синтезирован в промышленных масштабах, необходимых для производства психофармакологических препаратов.

***

Псилоцибин — известное психоактивное вещество, хранение и употребление которого во многих странах мира (включая и Россию) запрещено законом.