世界で最も有毒なキノコはどのように作られるのでしょうか?

「赤い傘、白いポール、食べた後はみんなでボードの上に横になる…」これは、野生のキノコを採って食べることのリスクについて語る、ブラックユーモアを交えたフレーズです。これは主に、キノコの種類が多種多様で、毒キノコかどうかの判別が難しいためです。

世界には何種類のキノコがあるかご存知ですか？

これは膨大な数です。統計によると、世界には約 14,000 種のキノコが知られています。私の国には 4,000 種以上のキノコが知られており、食用価値のある食用キノコは約 1,000 種、毒キノコは約 500 種あります。毒キノコの多くは食用キノコと見た目が似ており、一般の人が野生下で見分けるのは難しく、誤って毒キノコを食べて中毒事故が多発しています。

国家食中毒発生報告システムのデータによると、過去10年間で数万人がキノコ中毒に苦しみ、その結果1,000人近くが死亡した。キノコ中毒は公衆衛生の安全を脅かす大きな問題の一つとなっている。今日は、キノコは外見は可愛くて美しいのに、中はなぜこんなにも有毒なのかを説明します。専門家はどのようにしてこれらのキノコを識別するのでしょうか?

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テングタケ：キノコ毒性の元凶

毒キノコにはさまざまなタイプの毒素と中毒メカニズムがありますが、その中でもアマトキシンを含むキノコは間違いなく毒の王様です。世界中でキノコ中毒事故による死亡者の 90% 以上は、アマトキシンを含むキノコが原因であり、その中毒の種類は急性肝障害です。

テングタケシクロペンタジエンは化学的性質が非常に安定しており、高温、酸、アルカリ、塩に対して耐性があります。一般的な調理方法ではその毒性は失われません。アマトキシン毒素の中で最も致命的なのはα-アマニチンです（図1）。この種の毒素を含むキノコを誤って摂取すると、毒素は消化管から肝臓に入り、肝細胞に急速に吸収され、肝細胞内の重要​​なタンパク質と酵素が徐々に減少し、最終的に肝不全に至ります。

図1 α-アマニチン

（写真提供：中国科学院昆明植物研究所）

テングタケ属シクロチドを含むキノコは、ハラタケ目テングタケ属、テングタケ属、およびキサトゥス属に分布しています（図 2）。これらのキノコは遠縁であり、異なる環境で生育します。テングタケは樹木と共生し、樹木の健全な成長に深く関わっています。テングタケは腐った木の上に生育しますが、アガリクスは土の中で生育します。

図2 アマトキシンを含むキノコ

（写真提供：中国科学院昆明植物研究所）

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致死性の毒素はどこから来るのでしょうか?

これらのキノコはさまざまな環境で生育し、見た目も異なりますが、すべてアマトキシンを含んでいます。では、なぜこれらの全く異なるキノコが最も致命的な毒素を生成できるのでしょうか?

我が国の科学者たちはその答えを見つけました。最近、中国科学院昆明植物研究所は、Amanita phalloidesの毒素の合成メカニズムと進化の研究において重要な進歩を遂げました。研究者らは上記3種類のキノコを収集し、配列決定を完了し、初めてアマトキシンを研究するための完全なプラットフォームを構築しました。

研究の結果、これらのキノコは非常に異なっているものの、アマトキシンの合成に関与する遺伝子が非常に類似しているなど、すべて同じ類似した生産ライン（代謝経路）を通じてアマトキシンを生産することが示されました。

現在知られている遺伝子は、MSDIN、POPB、P450-29、FMO1 の 4 つだけです。 MSDIN は毒素生成プロセスにおける前駆遺伝子です。 POPB、P450-29、FMO1 は前駆体遺伝子を処理および改良して最終的な毒素を形成します。

これら 3 つのキノコはすべて、最も致命的な毒素であるアルファアマニチンを合成する能力を持っています。ただ、前駆遺伝子（MSDIN）の数と種類は大きく異なります。テングタケ属には前駆体遺伝子が豊富に存在し、何千種類ものアマトキシンを合成することができます。

Amanita cerana には前駆体遺伝子が 1 つしか存在せず、1 つの毒素 (α-アマニチン) のみを生成できます。 Agaricus cyclosporus の前駆遺伝子の数と種類は、Amanita と Agaricus の中間であり、約 10 個の前駆遺伝子が含まれています。このことから、テングタケは合成毒素の最強の王様であることがわかります。

この研究では、毒素の合成に重要な役割を果たす2つの新しい遺伝子（P450-29とFMO1）が初めて報告されました。これらの遺伝子がなければ、毒素の活性は1,000倍以上低下し、毒性が失われます。

興味深いことに、毒素を生成するこの能力は生来のものではなく、むしろ「借り物」です。 「藁舟から矢を借りる」こと（水平遺伝子伝達）により、さらに古いキノコの祖先が、この毒素生成能力をテングタケ属、アガリクス属、およびコイタケ属に伝えました（図 3）。

図3 Amanita phalloides、Amanita argyi、Agaricus cyclosporusにおけるシクロペプチド毒素合成遺伝子の分布と代謝経路の進化の模式図

（写真提供：中国科学院昆明植物研究所）

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毒キノコの見分け方は？

信頼できるのは専門家だけ

毒キノコは非常に「狡猾」で、誤って食べると命にかかわる可能性があります。そのような毒素を含むキノコを簡単に識別する方法はありますか?

最も一般的な方法は、キノコが有毒かどうかをその外観で判断することです。この方法は簡単ですが、似たような食用キノコが多数あるため、リスクが高くなります。しかし、生化学的方法、物理的検出方法、クロマトグラフィー検出方法、その他の複雑な方法などの高度な実験装置を使用する場合、操作はより困難になります。

毒キノコをすぐに見分けることは不可能ではありません。比色法と呼ばれる迅速で便利な検査方法があります。比色法では、主にキノコをすりつぶし、そのすりつぶした液体を新聞紙の上に落とします。その後、濃塩酸と反応して青緑色の反応物を生成します。この方法には、Meixner テスト法と呼ばれるより専門的な名前があります。

研究チームはこの方法を改良し、検出時間を3分に短縮し、塩酸濃度を安全な範囲に制御し、現場などさまざまな条件下で操作できるアマトキシン検出キット（図4）を開発しました。

図4 テングタケシクロペプチド毒キノコの迅速検出キット

（写真提供：中国科学院昆明植物研究所）

検査キットが発売されて以来、さまざまな病院や科学研究機関で使用され、満場一致で賞賛され、毒キノコ中毒の予防と治療に便利さをもたらしています。

ただし、この方法は便利ですが、グルメな人が自分で使用することはお勧めできません。安全上の理由から、私たちは引き続き、野生のキノコを通常の市場で購入し、勝手にキノコを食べないように皆様に呼びかけています。結局のところ、生命の安全は生死に関わる問題なので、危険を冒さないでください。

制作：中国科学普及協会

著者: Lv Li Yunjiao (中国科学院昆明植物研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

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