اکنون، تامین مواد روانگردان عمدتاً به منابع طبیعی مانند گیاهان، قارچها و وزغ نیشکر وابسته است. با وجود پتانسیل بالای این روش، استخراج ترکیبات روانی از منابع طبیعی نگرانیهایی را در مورد مسائل زیستمحیطی و اخلاقی ایجاد میکند؛ زیرا گونههای تولیدکننده این ترکیبات بهطور فزایندهای با خطر تخریب زیستگاه و بهرهبرداری بیرویه مواجه هستند. به همین منظور، پژوهشگران به دنبال راهکارهایی برای غلبه بر این چالشها بودند. تیم تحقیقاتی به رهبری پائولا برمَن و یانکا هوفر، با هدف شناسایی و بازسازی مسیرهای بیوشیمیایی پشت این ترکیبات، وارد عمل شدند.
پژوهشگران ژنهای کلیدی مورد نیاز برای تولید DMT را از دو گیاه پسیکتریا ویریدیس (از تیره روناسیان) و آکاسیا اکومیناتا (از تیره باقلاییان) شناسایی و مسیرهای شیمیایی گامبهگام دخیل در تولید این ترکیب را مشخص کردند. سپس، این ژنها را با ژنها و مسیرهایی که قبلاً از قارچهای جادویی (Psilocybe cubensis) و وزغ نیشکر (Rhinella marina) شناخته شده بودند، ترکیب کردند.
علاوه بر این، پژوهشگران آنزیمهای کمکی از گیاهان برنج و تره تیزک را نیز به این مجموعه افزودند و در نهایت، کل این ابزار ژنتیکی را وارد گیاه تنباکو کردند. گیاه تنباکو به دلیل شتاب رشد بالا، اغلب بهعنوان «موش آزمایشگاهی» گیاهی مورد استفاده قرار میگیرد.
در نهایت، تیم تحقیقاتی دقیق تولید پنج ترکیب روانگردان تریپتامین را در گیاه تنباکو نظارت کرد و دریافت که گیاه قادر به تولید همزمان هر پنج ماده است. گرچه میزان تولید برخی ترکیبات نسبت به منابع طبیعی کمتر بود، نتیجه نشان داد با کمی اصلاحات، میتوان از این سیستم بهعنوان کارخانهی بیولوژیکی برای تولید تریپتامینها در مقیاس بزرگ استفاده کرد.
علاوه بر این، محققان با دستکاری آنزیمهای دخیل در مسیر تولید تریپتامین، توانستند ورژنهای اصلاحشدهای از این ترکیبات را که بهطور طبیعی در گیاهان یافت نمیشوند، تولید کنند؛ ترکیباتی که ممکن است ارزش درمانی بالقوهای داشته باشند.
با تحقیقات بیشتر، میتوان این سیستم را برای نیازهای پژوهشی بهینه و حتی به طراحی ترکیبات جدیدی کمک کرد که برای یوزردهای درمانی خاص مناسب هستند.
پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
