เห็ดบางชนิดเรืองแสงได้ในป่า แสงนั้นเกิดจากอะไร?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

แสงของเห็ดบางชนิดเกิดจากปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ เมื่อเอนไซม์ช่วยเปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นโมเลกุลที่ปล่อยพลังงานออกมาเป็นแสง จึงต่างจากวัตถุที่สว่างเพราะสะท้อนแสงหรือดูดแสงจากภายนอกไว้ก่อน งานวิจัยของ Kotlobay และคณะในวารสาร PNAS ปี 2018 อธิบายเส้นทางตั้งแต่กรดคาเฟอิกจนเกิดแสงในเห็ด Neonothopanus nambi

จุดเริ่มต้นคือ กรดคาเฟอิก ซึ่งงานวิจัยระบุว่าเป็นสารที่พบได้ทั่วไป เอนไซม์ HispS เปลี่ยนสารนี้เป็น hispidin จากนั้นเอนไซม์ H3H ปรับโครงสร้างต่อจนกลายเป็น 3-hydroxyhispidin

3-hydroxyhispidin ทำหน้าที่เป็นลูซิเฟอริน หรือสารตั้งต้นของปฏิกิริยาเรืองแสง คำว่า luciferin ใช้เรียกสารที่ก่อแสงได้หลายชนิดในสิ่งมีชีวิตต่างกลุ่มตามที่บทคัดย่อ PNAS ระบุ

ขั้นปล่อยแสงเกิดเมื่อเอนไซม์ลูซิเฟอเรสที่เรียกว่า Luz ช่วยให้ลูซิเฟอรินทำปฏิกิริยากับ ออกซิเจน ระหว่างทางเกิดสารพลังงานสูงชั่วคราว ก่อนสลายเป็น oxyluciferin พร้อมปล่อยแสงออกมา แสงที่เห็นจึงเป็นผลจากปฏิกิริยาในเซลล์ ไม่ได้สะท้อนมาจากภายนอก

เอนไซม์ CPH เปลี่ยน oxyluciferin กลับเป็นกรดคาเฟอิก ทำให้สารตั้งต้นกลับมาใช้ในวงจรได้อีกครั้ง

ทีมวิจัยใส่ยีนของวงจรจากเห็ด พร้อมยีนที่ช่วยให้ยีสต์สร้างกรดคาเฟอิก ลงในยีสต์ Pichia pastoris แล้วพบว่ายีสต์เรืองแสงได้ในอาหารเลี้ยงมาตรฐาน ผลนี้แสดงว่ายีนหลายตัวทำงานร่วมกันจนเซลล์เปล่งแสงได้ และเป็นคุณสมบัติของยีสต์ที่ผ่านการใส่ยีนในห้องทดลอง ไม่ใช่ยีสต์ทั่วไป

วงจรเคมีข้างต้นเป็นผลศึกษาของเห็ด Neonothopanus nambi; แหล่งนี้ยังไม่ได้ยืนยันว่าเห็ดเรืองแสงทุกชนิดใช้กลไกเดียวกัน

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th