Psilosybiinisienten genetiikka

Tänä vuonna julkistettu Psilocydia (https://www.psilocydia.net) on Psilocybe cubensis -kantojen genomeja kartoittava informaatiorajapinta. Selattavissa on tähän mennessä 91 eri kantaa. Näkyvillä on mm. listaukset kantojen geneettisestä yhteneväisyydestä ja psilosybiinisyntaasigeenien ilmenevyys.

Geneettiset näytteet on otettu itiöprinteistä ja ne sisältävät mahdollisesti tuhansia haplotyyppejä. Tämä tarkoittaa sitä, että eri kantojen lähekkäisyyttä ei voida näistä nykyisistä tuloksista täydellisesti päätellä.

Sivuston perustaneen Kevin McKernanin mukaan muilla Psilocybe -lajeilla genomit sisältäisivät vähänlaisesti ns. snippejä ja tästä syystä niiden sisällyttäminen tämäntyyppiseen kartoitukseen olisi ongelmallista.

Eri lajeja koskevia selvityksiä on tehty muiden toimesta. Käsittääkseni tämä Alistair McTaggartin tiimin työstämä kartoitus eri lajien sukulaisuussuhteista on toteutettu korkeimmalla tarkkuudella tähän mennessä: Genomes are in - SPORES FOR ALL

2 tykkäystä

Psilocybin biosynthesis enhancement through gene source optimization (Keller et al. [2025])

Psilocybin, the prodrug to the psychoactive compound in ‘magic’ mushrooms, is currently being studied in clinical trials as a treatment for severe mental health conditions, such as depression and anxiety. Previous reports of psilocybin biosynthesis as reconstituted in E. coli reported maximum titers of 1.16 g/L, exclusively using genes from the most common recreationally used mushroom, Psilocybe cubensis. This study explores the effect of gene species variation on psilocybin and baeocystin production using various exogenous genes sourced from psilocybin-producing mushrooms Psilocybe cubensis, Psilocybe cyanescens, Panaeolus cyanescens, and Gymnopilus dilepis. The psiD and psiK genes sourced from P. cubensis demonstrated unequivocally superior performance, while psiM showed varied production levels of psilocybin and the pathway intermediate baeocystin with changes in gene source. Strains containing a psiM gene sourced from Psilocybe cyanescens demonstrated a higher degree of baeocystin selectivity as compared to other psiM genes, demonstrating a key difference between species. Most notably, the strain Gymdi30, containing psiM sourced from G. dilepis, achieved a psilocybin titer of 1.46 ± 0.13 g/L, the highest reported to date. Comparative proteomic analysis of Gymdi30 during periods of high and low productivity was also performed to investigate bottlenecks in cellular metabolism, which could be limiting strain performance. This work represents a significant improvement in psilocybin biosynthesis, a key step towards the development of a biosynthetic manufacturing route for psilocybin.

Tutkimuksessa havaittiin karvaslakkalajin Gymnopilus dilepis kantavan geenivarianttia, joka vaikuttaa kaikkein suotuisimmin psilosybiinin tuotannossa keskeisen psiM-entsyymin toimintaan.

(psiM on S-adenosyylimetioniinista riippuvainen metyylitransferaasi, joka kaksivaiheisesti katalysoi norbaeokystiinin N,N-dimetylaation psilosybiiniksi.)

1 tykkäys

Tämä Entheome Foundationin järjestämä tutkimus tarjosi hyödyllistä dataa mm. suippumadonlakkia koskien:

High-quality draft genomes of ecologically and geographically diverse Psilocybe species (Bollinger et al. [2024])

We present five genomes that enable deeper discovery and analysis of the psilocybin gene cluster and increase taxonomic resolution within Psilocybe: Psilocybe semilanceata, Psilocybe gandalfiana nom. prov., Psilocybe caeruleorhiza, Psilocybe azurescens, and Psilocybe allenii.

Discovery of the closest free-living relative of the domesticated “magic mushroom” Psilocybe cubensis in Africa (Bradshaw et al. [2024])

The “magic mushroom” Psilocybe cubensis is cultivated worldwide for recreational and medicinal uses. Described initially from Cuba in 1904, there has been substantial debate about its origin and diversification. The prevailing view, first proposed by the Psilocybe expert Gastón Guzmán in 1983, is that P. cubensis was inadvertently introduced to the Americas when cattle were introduced to the continents from Africa and Europe (∼1500 CE), but that its progenitor was endemic to Africa. This hypothesis has never been tested. Here, we report the discovery of the closest wild relative of P. cubensis from sub-Saharan Africa, P. ochraceocentrata nom. prov. Using DNA sequences from type specimens of all known and accessable African species of Psilocybe, multi-locus phylogenetic and molecular clock analysis strongly support recognizing the African samples as a new species that last shared a common ancestor with P. cubensis ∼1.5 million years ago (∼710k - 2.55M years ago 95% HPD). Even at the latest estimated time of divergence, this long predates cattle domestication and the origin of modern humans. Both species are associated with herbivore dung, suggesting this habit likely predisposed P. cubensis to its present specialization on domesticated cattle dung. Ecological niche modeling using bioclimatic variables for global records of these species indicates historical presence across Africa, Asia, and the Americas over the last 3 million years. This discovery sheds light on the wild origins of domesticated P. cubensis and provides new genetic resources for research on psychedelic mushrooms.

Juuh elikkäs - liikkeellä oleva Natal Super Strength -kanta ei edusta lajia P. natalensis, vaan laji onkin tosiasiassa P. ochraceocentrata. Tämä paljastui myös huurumadonlakin lähimmäksi sukulaiseksi - lajit ovat eriytyneet noin 1,5 miljoonaa vuotta sitten! Aivan ällistyttäviä löydöksiä.

2 tykkäystä