Єдина мутація перетворила гіркий мигдаль на солодкий

Єдина мутація перетворила гіркий мигдаль на солодкий і стала ключовим фактором його одомашнення. Як розповідається в, вчені проаналізували геном солодкого мигдалю і виявили мутацію в білці bHLH2, що бере участь в синтезі амігдалину, отруйної речовини, що утворюється в горіхах дикого мигдалю і надає йому гіркий смак. Мутація «зламала» білок в солодкому мигдалі і амігдалин в ньому утворюватися перестав.


Мигдаль () вирощували з давнини. Мабуть, його одомашнили жителі Родючого півмісяця. У горіхах дикого мигдалю, на відміну від культурного, міститься речовина амігдалин, який надає їм гіркий смак і робить отруйними. У шлунку людини амігдалин розпадається з утворенням отруйних речовин, синильної кислоти та її солей. Тому ключовим для одомашнення мигдалю став відбір рослин із солодкими кісточками. Генетичні дослідження показали, що солодкий мигдаль вийшов в результаті домінантної мутації в локусі, який називають «Солодка кісточка» (,). Але які гени входять до його складу, донедавна було незрозуміло.


Ракель Санчес-Перес (Raquel Sánchez-Pérez) з університету Мурсії та її колеги з Іспанії, Данії та Італії зібрали і проаналізували геном солодкого мигдалю. При аналізі локусу дослідники виявили в ньому кластер з п'яти генів, що кодують білки-фактори транскрипції. Автори припустили, що мутації саме в цих білках могли з гіркого мигдалю зробити солодкий, і вирішили вивчити їх детальніше, оскільки, по-перше, генотипи гіркого і солодкого мигдалю асоціюються з різним рівнем транскрипції генів цитохромів Р450, і (вони беруть участь у біінтезавідному. По-друге, відомо, що фактори транскрипції bHLHрегулюють біосинтез деяких речовин. А по-третє, автори знайшли поруч з генами і кілька ділянок зв'язування білків bHLH. Зв'язування білків bHLH з ДНК необхідне для регулювання транскрипції.

Аналіз генів показав, що в солодкому мигдалі в одному з них, з'явилася мутація, яка призвела до заміни амінокислоти лейцину, що знаходиться в 346 положенні поліпептидного ланцюга, на фенілаланин. На відміну від лейцину у фенілаланіна є бензольне кільце, громіздка структура, яка може порушити роботу білка. Автори припустили, що заміна або заважає утворенню дімера bHLH2 (фактори транскрипції bHLH працюють «у парі»), або він утворюється, але не працює.

Щоб з'ясувати, яка з гіпотез вірна, вчені виділили білки bHLH2, отримані з солодкого і гіркого мигдалю, і за допомогою електрофорезу розділили їх за розмірами. Виявилося, що обидва білки утворюють дімери. Зате зв'язуватися з ДНК (і, відповідно, регулювати транскрипцію) дімер з солодкого мигдалю виявився не здатний. Тому дослідники дійшли висновку, що в солодкому мигдалі дімер bHLH2 не працює і запобігає біосинтезу отруйного амігдалину.

Збірка та аналіз геному вже допомогли вченим з'ясувати родовід деяких культурних і диких рослин. Зокрема, генетики з'ясували історію декількох видів трюфелів і чайної троянди, виявили, коли опійний мак «навчився» виробляти морфін і як ківі змогли виробляти великі кількості вітаміну С.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND