Tiến hóa hội tụ tạo ra psilocybin ở hai nhóm nấm ma thuật độc lập

Nấm ma thuật đã được sử dụng trong các nghi lễ truyền thống và cho mục đích giải trí trong hàng ngàn năm. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đã phát hiện ra rằng nấm đã tiến hóa khả năng tạo ra cùng một chất thần kinh hai lần. Khám phá này có ý nghĩa quan trọng đối với cả sự hiểu biết của chúng ta về vai trò của những loại nấm này trong tự nhiên và tiềm năng y tế của chúng.

Nấm ma thuật tạo ra psilocybin, mà cơ thể bạn chuyển đổi thành dạng hoạt động của nó, psilocin, khi bạn ăn nó. Psilocybin trở nên phổ biến vào những năm 1960 và cuối cùng được phân loại là Thuốc Bảng 1 ở Hoa Kỳ vào năm 1970, và là Thuốc loại A ở Anh vào năm 1971, các chỉ định được đặt cho các loại thuốc có khả năng lạm dụng cao và không được sử dụng trong y tế được chấp nhận. Điều này đã ngăn chặn nghiên cứu về việc sử dụng psilocybin trong y tế trong nhiều thập kỷ.

Nhưng các thử nghiệm lâm sàng gần đây đã chỉ ra rằng psilocybin có thể làm giảm mức độ nghiêm trọng của trầm cảm, suy nghĩ tự tử và lo lắng mãn tính. Với tiềm năng của nó trong các phương pháp điều trị y tế, có mối quan tâm mới trong việc hiểu cách psilocybin được tạo ra trong tự nhiên và cách chúng ta có thể sản xuất nó một cách bền vững.

Nghiên cứu mới, dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu vi sinh dược phẩm Dirk Hoffmeister từ Đại học Friedrich Schiller Jena, phát hiện ra rằng nấm có thể tạo ra psilocybin theo hai cách khác nhau, sử dụng các loại enzyme khác nhau. Điều này cũng giúp các nhà nghiên cứu khám phá ra một cách mới để tạo ra psilocybin trong phòng thí nghiệm.

Dựa trên nghiên cứu do Hoffmeister dẫn đầu, các enzyme từ hai loại nấm không liên quan đang được nghiên cứu dường như đã tiến hóa độc lập với nhau và đi theo các con đường khác nhau để tạo ra cùng một hợp chất. Đây là một quá trình được gọi là tiến hóa hội tụ, có nghĩa là các sinh vật sống không liên quan phát triển hai cách riêng biệt để tạo cùng một đặc điểm. Một ví dụ là caffeine, trong đó các loại thực vật khác nhau bao gồm cà phê, trà, cacao và guaraná đã phát triển độc lập khả năng sản xuất chất kích thích.

Đây là lần đầu tiên sự tiến hóa hội tụ được quan sát thấy ở hai sinh vật thuộc vương quốc nấm. Điều thú vị là hai loại nấm được đề cập có lối sống rất khác nhau. Inocybe corydalina, còn được gọi là sợi greenflush và là đối tượng nghiên cứu của Hoffmeister, phát triển cùng với rễ của các loại cây khác nhau. Mặt khác, nấm Psilocybe, theo truyền thống được gọi là nấm ma thuật, sống bằng các chất dinh dưỡng thu được bằng cách phân hủy chất hữu cơ chết, chẳng hạn như gỗ mục nát, cỏ, rễ cây hoặc phân.

Quan sát rằng nấm sống ở hai hốc khác nhau tạo ra cùng một hợp chất ảo giác đặt ra câu hỏi liên quan đến vai trò sinh thái của phân tử này. Một lời giải thích khả dĩ về lý do tại sao cả hai loại nấm đều tạo ra psilocybin có thể là nó nhằm ngăn chặn những kẻ săn mồi như côn trùng ăn quả thể của chúng. Điều này tương tự như vai trò của caffeine như một loại thuốc trừ sâu tự nhiên, ngăn chặn côn trùng và các loài gây hại khác ăn một số loại thực vật nhất định.

Biến khám phá thành cơ hội

Nghiên cứu này có thể cung cấp cho các nhà khoa học công cụ bổ sung để sản xuất psilocybin phục vụ mục đích y tế. Nấm có xu hướng phát triển chậm trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm; Psilocybe mất khoảng hai tháng để phát triển từ bào tử thành nấm trưởng thành.

Nếu cần một lượng lớn psilocybin để thử nghiệm lâm sàng hoặc sử dụng trong y tế trong tương lai, cần nghiên cứu các cách sản xuất nhanh chóng và bền vững. Hiện nay, psilocybin được sản xuất bằng vật liệu tổng hợp vì nó nhanh hơn và cho năng suất cao hơn so với chiết xuất hợp chất từ nấm. Tuy nhiên, các phương pháp tổng hợp hiện tại tạo ra chất thải nguy hại và chỉ thực hiện được ở quy mô nhỏ.

Trong một nghiên cứu riêng công bố vào tháng 4 năm 2025, Hoffmeister và đồng nghiệp đã sử dụng enzyme có nguồn gốc từ nấm để xúc tác các phản ứng tạo psilocybin, thay vì tổng hợp hoàn toàn, sử dụng vật liệu và chất xúc tác phòng thí nghiệm. Cách tiếp cận này có thể mở rộng quy mô hơn so với phương pháp tổng hợp thông thường, với enzyme có thể tái sử dụng, giúp quá trình bền vững hơn.

Enzyme bền vững hơn chất xúc tác phi sinh học vì chúng thường hoạt động trong điều kiện nhẹ (nhiệt độ thấp, pH trung tính), dễ tinh chế, giảm tiêu thụ năng lượng và chất thải. Hơn nữa, enzyme có thể phân hủy sinh học, giảm tác động môi trường của quy trình công nghiệp.

Công trình gần đây nhất của Hoffmeister cung cấp cho cộng đồng khoa học các enzyme bổ sung có thể sử dụng để tạo ra psilocybin. Mặc dù chưa rõ lý do các nhóm nấm khác nhau phát triển các con đường thay thế tổng hợp psilocybin, khám phá này mở đường cho sản xuất quy mô lớn một loại thuốc ứng viên đầy hứa hẹn.

Tác động tiềm năng tại Việt Nam

Khám phá tiến hóa hội tụ của psilocybin ở các loài nấm ma thuật không chỉ mang tính khoa học cơ bản mà còn có thể kích thích sự phát triển của các nghiên cứu dược sinh học tại Việt Nam. Với tiềm năng ứng dụng trong điều trị các rối loạn tâm thần như trầm cảm và lo âu mãn tính, việc nghiên cứu enzyme xúc tác từ nấm để sản xuất psilocybin bền vững có thể mở đường cho các trung tâm dược liệu và công nghệ sinh học trong nước. Đồng thời, cần xem xét khung pháp lý và hướng dẫn y tế phù hợp để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tuân thủ quy định quốc tế. Việc hợp tác quốc tế và đào tạo chuyên sâu sẽ giúp Việt Nam trở thành một mắt xích quan trọng trong chuỗi giá trị nghiên cứu và sản xuất hợp chất thần kinh này.