«Cela concerne la biosynthèse d’une molécule qui a une très longue histoire avec les humains», explique le professeur Dirk Hoffmeister, chef du groupe de recherche en microbiologie pharmaceutique à l’Université Friedrich Schiller Jena et à l’Institut Leibniz pour la recherche naturelle des produits et la biologie des infections (Leibniz-Hki).
«Nous faisons référence à la psilocybine, une substance trouvée dans des« champignons magiques », que notre corps convertit en psilocine – un composé qui peut profondément modifier la conscience. Cependant, la psilocybine déclenche non seulement les expériences psychédéliques, mais est également considérée comme un composé actif prometteur dans le traitement de la résistance thérapie», ajoute Hoffmeter.
Deux chemins différents vers le même composé
Pour la première fois, les chercheurs ont montré que les champignons ont développé la capacité de produire de la psilocybine indépendamment au moins deux fois. Espèces de Psilocybe Utilisez un ensemble connu d’enzymes, tandis que les champignons à capuchon en fibre utilisent un processus biochimique complètement distinct – et deux arrivent tous deux à la même molécule.
Cette découverte met en évidence un exemple d’évolution convergente, où différentes espèces évoluent le même trait à travers des voies uniques.
Les indices du génome révèlent différents systèmes d’enzymes
Tim Schäfer, auteur principal de l’étude et chercheur doctoral de l’équipe de Hoffmeister, illustre la constatation:
«C’était comme regarder deux ateliers différents, mais tous deux fournissant finalement le même produit. Dans les bouchons de fibres, nous avons trouvé un ensemble unique d’enzymes qui n’ont rien à voir avec celles trouvées dans les champignons psilocybe. Néanmoins, ils catalysent tous les étapes nécessaires pour former des psilocybines.»
L’analyse en laboratoire et la modélisation des protéines par le chimiste Innsbruck Bernhard Rupp ont confirmé les différences biochimiques. «Ici, la nature a en fait inventé le même composé actif deux fois», explique Schäfer.
Pourquoi les champignons fabriquent-ils des psilocybines?
La raison évolutive reste incertaine. «La vraie réponse est: nous ne savons pas», souligne Hoffmeister. «La nature ne fait rien sans raison. Il doit donc y avoir un avantage aux champignons à capuchon en fibre dans la forêt et les espèces de psilocybe sur du fumier ou du paillis en bois produisant cette molécule – nous ne savons tout simplement pas ce que c’est.»
Une hypothèse indique une fonction défensive. «Une raison possible pourrait être que la psilocybine est destinée à dissuader les prédateurs. Même les plus petites blessures font que les champignons psilocybe deviennent bleus par une réaction en chaîne chimique, révélant les produits de dégradation de la psilocybine. Peut-être que la molécule est un type de mécanisme de défense chimique», explique Hoffmeister.
Implications pour la biotechnologie
Malgré le mystère évolutif, la découverte a des avantages pratiques clairs. «Maintenant que nous connaissons des enzymes supplémentaires, nous avons plus d’outils dans notre boîte à outils pour la production biotechnologique de psilocybine», explique Hoffmeister.
Schäfer est également optimiste: «Nous espérons que nos résultats contribueront à la production future de psilocybine pour les produits pharmaceutiques dans les bioréacteurs sans avoir besoin de synthèses chimiques complexes.»
Au Leibniz-Hki à Jena, l’équipe de Hoffmeister collabore avec l’usine de Bio Pilot, qui développe des processus à grande échelle pour produire des produits naturels comme la psilocybine.
Contexte de recherche plus large
L’étude avance non seulement la biotechnologie mais approfondit également la compréhension scientifique de la diversité chimique fongique et des stratégies écologiques. Il contribue à des initiatives majeures telles que le centre de recherche collaboratif Chemibiosys et le groupe d’excellence «Balance of the Microverse», soutenu par la German Research Foundation (DFG).
Résumé des points clés
- Les chercheurs ont découvert que la production de psilocybine a évolué indépendamment dans deux groupes de champignons différents.
- Psilocybe et les champignons à capuchon en fibre utilisent des systèmes enzymatiques entièrement distincts mais créent le même composé.
- La raison pour laquelle les champignons produisent de la psilocybine restent clairs, bien que les mécanismes de défense soient une théorie principale.
- La découverte élargit la boîte à outils enzymatique disponible pour la production biotechnologique de psilocybine.
- Les travaux ont été réalisés à l’Université Friedrich Schiller Jena et Leibniz-Hki, dans le cluster d’excellence financé par DFG, «Balance of the Microverse» et CRC Chemibiosys.
Questions fréquemment posées
Quel est le composé principal étudié dans cette recherche et pourquoi est-il important?
Le composé principal étudié est la psilocybine, ce qui est important car il est prometteur en tant que traitement pour une dépression sévère qui ne répond pas à d’autres thérapies.
En quoi la biosynthèse de la psilocybine dans Inocybe corydalina diffère-t-elle de celle des espèces de psilocybe?
Dans Inocybe corydalina, la biosynthèse de la psilocybine suit une séquence différente de réactions enzymatiques par rapport aux espèces de psilocybe, indiquant qu’elles ont évolué des voies séparées pour produire le même composé.
Quelles applications potentielles les résultats de cette recherche ont-ils?
Les résultats pourraient conduire à de nouvelles méthodes de production de psilocybine biotechnologiquement, ce qui peut aider à répondre à la demande croissante de ce composé en tant que médicament thérapeutique.
