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Il potenziale medicinale del fungo Lion's Mane

I funghi Lion’s Mane promettono nuove scoperte medicinali.

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I funghi, compresi vari tipi di funghi, sono fonti essenziali per scoprire nuovi medicinali. Producono composti speciali noti come prodotti naturali, che possono avere benefici significativi per la salute.

Tradizionalmente, gli scienziati hanno studiato principalmente muffe di due gruppi di funghi chiamati Aspergillus e Penicillium. Queste muffe sono semplici da coltivare nei laboratori e sono geneticamente facili da manipolare. Tuttavia, con i nuovi metodi scientifici, i ricercatori stanno ora guardando ad altri tipi di funghi, in particolare funghi commestibili e medicinali.

Uno di questi funghi è il Lion’s Mane, conosciuto scientificamente come Hericium erinaceus. Questo fungo ha attirato l'interesse perché potrebbe promuovere la salute grazie ai suoi composti che possono combattere l'ossidazione, ridurre l'infiammazione e potenziare il Sistema Immunitario. I principali composti attivi nel Lion’s Mane includono zuccheri e vari acidi, principalmente presenti nei corpi fruttiferi del fungo.

Importanza dei Meroterpenoidi

I composti prodotti dal Lion’s Mane appartengono a una classe più ampia nota come meroterpenoidi. Questi composti sono noti per avere forti effetti biologici e possono essere usati in medicina. Per esempio, uno di questi composti, l'acido micofenolico, è un medicinale ben noto per sopprimere il sistema immunitario. Un altro composto, il cannabidiolo, ha recentemente ricevuto approvazione per trattare le crisi epilettiche. Inoltre, un composto da una pianta chiamata Rhododendron dauricum è studiato per la sua capacità di combattere l'HIV.

Studi recenti suggeriscono che i meroterpenoidi del Lion’s Mane possono proteggere e riparare le cellule nervose, rendendoli candidati potenziali per trattare Malattie neurodegenerative come la demenza e l'Alzheimer. Nonostante siano conosciuti da oltre 30 anni, gli scienziati non hanno ancora capito come il Lion’s Mane produca questi composti. Identificare gli enzimi responsabili della loro produzione potrebbe aiutare ad aumentare la quantità prodotta, il che potrebbe essere utile per scopi medici.

Esaminare il Genoma del Lion’s Mane

Per capire come vengono prodotti i meroterpenoidi nel Lion’s Mane, i ricercatori hanno esaminato il suo materiale genetico, o genoma. Utilizzando uno strumento progettato per prevedere le aree del genoma responsabili della produzione di questi composti, hanno identificato un gruppo di geni probabilmente coinvolti nella creazione dei meroterpenoidi.

Tra i geni previsti, uno era un tipo di enzima chiamato PKS, che aiuta a formare la struttura di base dell'acido orsellinico, un blocco fondamentale per i meroterpenoidi. Un altro gene identificato si pensava fosse un CAR, che modifica l'acido orsellinico per produrre l'aldeide orsellinica, un passaggio essenziale nel processo.

È interessante notare che gli enzimi necessari per completare l'intero processo si trovano a volte in diverse regioni del genoma, specialmente in funghi come il Lion’s Mane. Per trovare altri geni rilevanti, è stata eseguita un'analisi ulteriore del genoma del Lion’s Mane, portando all'identificazione di altri enzimi necessari.

Caratterizzazione della Produzione di Meroterpenoidi

Una volta identificati i potenziali geni, i ricercatori volevano vedere se potevano aumentare la produzione di questi composti. Inserendo il gene per il PKS in un altro tipo di fungo, i ricercatori sono stati in grado di produrre acido orsellinico, confermando il suo ruolo nel processo.

In un altro passo, hanno esaminato il gene per il CAR e confermato che funzionava come previsto, aiutando a creare aldeide orsellinica. Questa scoperta è fondamentale poiché l'aldeide orsellinica è un blocco costruttivo per i meroterpenoidi.

È stata condotta un'analisi ulteriore per vedere se un altro gene che controlla un altro passaggio nel processo potesse essere coinvolto. I ricercatori hanno inserito questo gene nello stesso fungo e hanno trovato diversi composti formati quando lo hanno combinato con gli altri enzimi. Questi risultati indicano come i vari geni lavorino insieme nella produzione dei meroterpenoidi.

Indagare Altri Geni

Nel corso dello studio di questi composti, i ricercatori hanno notato che anche più geni potrebbero far parte del processo di produzione. Sono stati trovati diversi geni che potrebbero modificare i prodotti iniziali per creare vari composti attivi. Questi potrebbero variare da forme leggermente alterate del composto originale a forme completamente diverse, tutte derivate dall'acido orsellinico.

Questa complessità nella produzione dei composti rende essenziale per i ricercatori comprendere appieno la funzione di ciascun gene. Con una migliore comprensione, potrebbe essere possibile aprire percorsi per produrre questi composti in modo più efficace, possibilmente in quantità maggiori o con maggiori variazioni che potrebbero essere più utili in medicina.

Applicazioni Pratiche e Direzioni Future

Esaminando in modo completo il genoma e i processi necessari per la produzione di meroterpenoidi, queste scoperte aprono la strada a numerose applicazioni in medicina. Una maggiore comprensione di questi composti potrebbe portare allo sviluppo di nuovi farmaci per trattare varie malattie.

Il potenziale di creare questi composti in quantità maggiori o modificarli per scopi specifici potrebbe espandere significativamente il loro uso. Sono in corso sforzi per comprendere meglio il ruolo di ciascun gene nella produzione e modifica di questi composti, il che potrebbe portare a progressi nella creazione di nuovi medicinali.

La ricerca sulla biosintesi di prodotti naturali in funghi come il Lion’s Mane non solo rivela le complessità della natura, ma evidenzia anche il potenziale inesplorato di questi organismi per benefici per la salute umana.

Conclusione

L'esplorazione dei prodotti naturali dai funghi come il Lion’s Mane apre entusiasmanti opportunità in medicina. Scoprendo i percorsi biosintetici e comprendendo i ruoli di geni specifici, gli scienziati possono lavorare per sfruttare questi composti naturali per scopi terapeutici.

Il futuro promette lo sviluppo di nuovi trattamenti derivati da questi affascinanti funghi, e la ricerca continua a svelare i loro segreti. Questo lavoro è cruciale non solo per espandere la nostra conoscenza della biologia, ma anche per sviluppare preziose risorse medicinali che potrebbero migliorare i risultati di salute per molti.

Fonte originale

Titolo: Identification and partial reconstitution of the biosynthetic pathway of bioactive meroterpenoids from Hericium erinaceus (Lion's Mane mushroom).

Estratto: Hericium erinaceus (Lions Mane mushroom) is widely consumed for its numerous reported benefits for brain health. A growing body of evidence suggests that these benefits are likely attributable to aromatics contained in its fruiting bodies, including the meroterpenoids hericenones. Here, we report the identification and reconstitution of the first two steps of the biosynthetic pathway of hericenones via heterologous expression of the PKS HerA and the carboxylic acid reductase HerB in Aspergillus oryzae. Furthermore, we investigate a putative prenyltransferase that might be responsible for the following biosynthetic step. Ongoing efforts to reconstitute the full pathway will enable large scale production of hericenones and other meroterpenoids in heterologous hosts.

Autori: Kristina Haslinger, R. Iacovelli, F. Poon

Ultimo aggiornamento: 2024-07-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603773

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603773.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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