Студентка знайшла грибок, який шукали вчені з 1930-х років

Все почалося з насіннєвої оболонки та невеликого пушка. В Університеті Західної Вірджинії студентка Коринн Хейзел, яка навчається за спеціальністю екологічна мікробіологія, досліджувала рослини іпомеї на предмет захисних хімічних сполук. Вона не шукала нових ліків чи психоделічних речовин. Але в складках крихітної насіннєвої оболонки вона помітила натяк на білий пушок.

Цей пушок виявився грибком, якого вчені шукали з 1930-х років. Серед них був і Альберт Хофманн, швейцарський хімік, який вперше синтезував ЛСД. Хофманн запропонував світу ЛСД наприкінці 1930-х років, модифікувавши сполуку під назвою лізергінова кислота, яку він виділив з грибка спориння Claviceps purpurea. Цей грибок росте на житі та інших зернових культурах і відомий тим, що виробляє алкалоїди ерготу — групу хімічних речовин, які можуть бути токсичними або лікувальними залежно від дози.

Однак Хофманн також підозрював, що рослини іпомеї містять подібні сполуки. Він вірив, що може існувати прихований грибок, який живе в симбіозі з цими рослинами і відповідає за виробництво хімічних речовин, подібних до ЛСД. Але цей грибок так і не був знайдений до сьогодні.

«Мені пощастило натрапити на цю можливість», — сказала Хейзел. «Люди шукали цей грибок роками, а одного дня я подивилася в правильному місці, і ось він». Вона назвала його Periglandula clandestina, натякаючи на його таємничу природу.

У десятиліття після відкриття ЛСД Хофманн підозрював, що рослини іпомеї завдячують своїми психоделічними властивостями грибку, який виробляє хімічні речовини, подібні до тих, які він модифікував. «Іпомеї містять високі концентрації подібних похідних лізергінової кислоти, які надають їм психоделічну активність», — сказав Деніел Паначчоне, науковий керівник Хейзел та професор Коледжу сільського господарства та природних ресурсів Девіса при Університеті Західної Вірджинії.

У попередньому дослідженні, опублікованому в Communications Biology, вчені повідомили, що 53 з 210 видів іпомеї, які вони тестували, мали насіння, що містить ергот. Хофманн та інші шукали в рослинах грибок, споріднений з Claviceps purpurea, мікробом, який живе на житі та виробляє алкалоїди ерготу — групу потужних сполук з сильними біологічними ефектами. Але протягом десятиліть цей грибок залишався примарою.

Хейзел знайшла його майже випадково. «У нас було багато рослин, і в них були ці крихітні насіннєві оболонки», — сказала вона. «Ми помітили трохи пушку в насіннєвій оболонці. Це був наш грибок». Під керівництвом Паначчоне Хейзел виділила ДНК з пушку та відправила на секвенування. Результати підтвердили те, що покоління хіміків та ботаніків лише підозрювали: іпомея приховувала раніше невідомий вид грибка, що виробляє ергот.

«Секвенування геному — це значуща річ», — сказав Паначчоне. «Це дивовижно для студента». Periglandula clandestina не просто розв'язує історичну загадку. Він може допомогти формувати майбутню медицину. Алкалоїди ерготу біологічно потужні та глибоко складні. У високих дозах вони токсичні для людей та худоби. Але коли їх очищають або змінюють, їх використовують для лікування мігрені, контролю кровотечі та лікування неврологічних захворювань, таких як хвороба Паркінсона.

«Багато речей токсичні. Але якщо ви вводите їх у правильному дозуванні або модифікуєте їх, вони можуть стати корисними фармацевтичними препаратами», — сказав Паначчоне. «Вивчаючи їх, ми можемо знайти способи обійти побічні ефекти». І грибок Хейзел може бути особливо хорошим у цьому. Ранні дані свідчать, що P. clandestina може ефективно виробляти алкалоїди ерготу у великих кількостях — якості, які одного дня можуть зробити його цінним для розробки ліків.

Зараз Хейзел зосереджена на культивуванні повільно зростаючого мікроба та дослідженні того, чи приховуються споріднені грибкові симбіонти в інших видах іпомеї. Може існувати цілий підземний світ грибків, що виробляють психоделіки, які чекають на своє відкриття. Поки що вона знаходить час для роздумів про те, скільки всього виникло з випадкового спостереження.

«Я дуже пишаюся роботою, яку я виконала в Університеті Західної Вірджинії», — сказала вона. Паначчоне погоджується: «Справа в тому, щоб студенти розпізнавали можливості, використовували їх і мали навички та розумові здібності для втілення цієї роботи». І іноді все, що потрібно, — це трохи пушку. Нові відкриття з'явилися в журналі Mycologia.