Генетики заставили растение синтезировать пять психоделиков одновременно
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
В природе существует множество растительных и животных токсинов, воздействующих на нервную систему. Сегодня наука активно изучает структуру этих молекул, чтобы понять принципы работы человеческого мозга. Лабораторные эксперименты показывают, что такие соединения могут служить ключом к изучению нейропластичности — способности мозга восстанавливать разрушенные нейронные связи после тяжелых стрессов и травм.
Все классические психоделики строятся на одной биологической базе — аминокислоте триптофане. Из нее же человеческий организм производит серотонин, регулирующий настроение и многое другое. Поэтому эти вещества имеют очень похожую химическую структуру, из-за чего молекулы растений, грибов и жаб способны связываться с серотониновыми рецепторами в мозге человека. Разные виды научились по-своему перерабатывать триптофан, создавая уникальные химические вариации.
Сегодня эти вещества добывают из редких растений, грибов или животных, что вызывает экологические и этические проблемы. Например, жабы Сонорской пустыни, выделяющие мощный психоделик, страдают от потери среды обитания и бесконтрольного отлова. Альтернативный химический синтез в лабораториях слишком сложен, дорог и оставляет токсичные отходы.
Биологи нашли способ объединить в одном организме механизмы создания пяти психоделиков: ДМТ из тропических кустарников, псилоцибина и псилоцина из грибов, а также буфотенина и 5-MeO-DMT из яда жабы. Результаты опубликовали в журнале Science Advances.
В начале эксперимента исследователи расшифровали точный генетический механизм производства ДМТ в природе. Они выделили ключевые гены и ферменты, ответственные за этот процесс в тропических кустарниках. Затем биологи внедрили эти гены в Nicotiana benthamiana — лабораторный вид табака, который часто используют в генной инженерии. Растение успешно начало синтезировать ДМТ.
Затем ученые добавили в листья гены грибов и жаб. Когда биологи попытались получить жабий 5-MeO-DMT, выяснилось, что табак производит его в крайне малых количествах. Исследователи поняли, что молекула вещества плохо совпадала с активным центром фермента. Они заменили одну аминокислоту в структуре фермента и добились соответствия, увеличив производство вещества в 40 раз.
Далее ученые поместили гены пяти соединений в один куст, и растение смогло одновременно синтезировать все пять молекул. При этом, когда все пути активировались разом, ферменты начинали конкурировать за исходный триптофан, из-за чего общая эффективность производства падала.
В конце биологи добавили еще и бактериальные ферменты. Табак начал синтезировать модифицированные молекулы с атомами хлора и брома.
Таким образом, авторы научной работы создали программируемую биологическую фабрику, способную быстро производить различные химические соединения. В перспективе исследователи смогут научить растения собирать еще более сложные многокомпонентные смеси. Это даст нейробиологам чистый и возобновляемый материал для изучения работы мозга.
Telegram 
Дзен 
VK После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Вполне возможно, что примерно 55 тысяч лет назад неандертальцы обитали гораздо южнее, чем считалось до сих пор. На то, что они могли приспособиться к жизни в условиях пустыни, указали каменные орудия, обнаруженные на Аравийском полуострове.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии