Согласно одной из гипотез, ягоды паслена, которые стали причиной смерти римского императора Августа, известны своей ядовитостью. Интересно, что помидоры (Solanum lycopersicum) относятся к тому же семейству, что и пасленовые, и также синтезируют токсичные стероидные гликоалкалоиды. В результате долгое время их считали ядовитыми, сообщает Science Alert.
К счастью, помидоры не представляют смертельной угрозы: они трансформируют свои горькие токсины в более приятные на вкус и менее опасные вещества. Соавтор исследования, биолог из Сычуаньского университета Фэн Бай, отметил, что он и его коллеги смогли выявить генетические механизмы, отвечающие за безопасное преобразование плодов томата.
Пасленовые используют стероидные гликоалкалоиды как естественную защиту от вредителей. Считается, что эти молекулы вмешиваются в клеточные мембраны животных, вызывая их повреждение и, в конечном итоге, гибель клеток.
Еще одним представителем токсичного семейства является картофель, который был выведен с безопасным уровнем этих соединений, хотя способен производить их при повреждении или под воздействием сильного света.
Исследователи выяснили, что этот ликоалкалоид имеет неприятный горький вкус для человека, а его чрезмерное количество может вызвать жжение во рту, за которым следуют симптомы, такие как:
В то же время растениям важно, чтобы их семена распространялись, и в этом им помогают животные. Поэтому у некоторых растений по мере созревания плодов с семенами горькие токсичные химикаты превращаются в более приятные на вкус вещества.
В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Science Advances, Бай и его коллеги обнаружили, что в томатах эти химические соединения делают плоды краснее, мягче и слаще, а также регулируют распад токсичного гликоалкалоида на менее токсичное соединение, известное как эскулеозид А. Это обеспечивает низкие уровни токсичных стероидных гликоалкалоидов, что позволяет сохранять защиту от травоядных и гарантирует, что плоды достигнут стадии созревания семян.
Белок под названием DML2 позволяет клеточному генному аппарату активировать гены, участвующие в нейтрализации токсинов, удаляя метильные группы. В ходе исследования ученые генетически отключили синтез DML2 в томатах и обнаружили, что полученные плоды по-прежнему содержали высокие уровни стероидных гликоалкалоидов.
Затем ученые сравнили гены, участвующие в других родственных растениях. Результаты показывают, что деметилирование ДНК под воздействием DML2 увеличилось во время одомашнивания томата, что изменило растения с мелкими ягодами на сорта с крупными красными плодами. В то же время уровни генов, поддерживающих стероидные гликоалкалоиды, также снизились — другими словами, это позволяет безопасно употреблять даже зеленые томаты.