Psychoaktive Substanzen aus Pilzen, Tieren und Pflanzen werden seit Jahrhunderten in rituellen Kontexten eingesetzt und gewinnen heute in der modernen Medizin an Bedeutung, etwa bei Angststörungen, Depressionen und posttraumatischen Belastungsstörungen. Die Gewinnung aus natürlichen Quellen wie der Colorado-Wüstenkröte, «magischen» Pilzen oder Ayahuasca-Gebräuen ist jedoch aufwändig, ökologisch problematisch und schwer skalierbar, während die chemische Synthese komplex und kostspielig ist.
Dimethyltryptamin als molekulares Schlüsselgerüst
Das Team um Asaph Aharoni vom Weizmann Institute of Science identifizierte zunächst Pflanzen, die das halluzinogene Dimethyltryptamin (DMT) produzieren, ein Grundgerüst vieler weiterer psychoaktiver Substanzen. Fündig wurden die Forschenden bei der australischen Akazie Acacia acuminata und bei Psychotria viridis, einem Bestandteil des Ayahuasca-Stamms aus dem Amazonasraum. Auf Basis von Transkriptom-Analysen leiteten sie Kandidatengene für die DMT-Biosynthese ab, testeten diese in Bakterien und konnten je ein Gen aus beiden Arten als funktionell für die DMT-Produktion in Zellen der Tabakart Nicotiana benthamiana bestätigen.
Fünf Halluzinogene aus drei biologischen Reichen
Da DMT strukturell eng mit anderen psychedelischen Tryptaminen verwandt ist, erweiterten die Forschenden den Ansatz zu einer Plattform für mehrere Wirkstoffe. Durch die vorübergehende, gleichzeitige Einführung von neun Stoffwechselenzym-Genen aus verschiedenen Arten in Tabakzellen konnten insgesamt fünf Halluzinogene aus den drei Reichen Pilze, Tiere und Pflanzen erzeugt werden. Zur Optimierung der Funktion eines Enzyms setzten sie auch künstliche Intelligenz und das Strukturvorhersage-Tool Alphafold 3 ein.
Perspektiven für Pharma und Produktion
Die Studie zeigt, dass komplexe psychedelische Wirkstoffe biotechnologisch in Pflanzenzellen hergestellt werden können und eröffnet damit neue Optionen für eine kontrollierte, skalierbare Wirkstoffproduktion. Das gewonnene Verständnis der Stoffwechselwege lässt sich prinzipiell auch auf andere Produktionssysteme wie Hefe oder Bakterien übertragen, mit dem Ziel, psychoaktive Pharmawirkstoffe für medizinische Anwendungen möglichst kostengünstig und ressourcenschonend bereitzustellen.
Literatur
Paula Berman et al. (2026): "Complete biosynthesis of psychedelic tryptamines from three kingdoms in plants", Science Advances 12:eaeb3034;
Erik Stokstad (01.04.2026): "Trippy tobacco? Plants engineered to make five psychedelics at once", AAAS Science News, abgerufen am 01.05.2026.