Как ДНК-деметилирование превращает токсины томатов в съедобные соединения

Международная группа биоинженеров выявила генетический механизм, который преобразует горькие токсины в съедобные соединения в томатах. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, команда проанализировала данные полногеномного бисульфитного секвенирования и провела эксперименты по блокировке производства определенных белков, чтобы понять, как томаты становятся вкуснее для распространителей семян.

Предыдущие исследования показали, что современные томаты относятся к семейству пасленовых, а значит, в далеком прошлом они, вероятно, были гораздо опаснее. Большинство пасленовых становятся менее ядовитыми по мере созревания, что побуждает животных поедать их и распространять семена. Однако этот процесс изучен недостаточно.

Исследователи сосредоточились на современных томатах, отметив, что на ранних стадиях развития они не ядовиты, но и не очень вкусны, поскольку все еще производят некоторое количество токсичных стероидных гликоалкалоидов. Томаты были выбраны для изучения, потому что с ними проведено гораздо больше генетических работ.

В поисках генетических подсказок о естественном преобразовании в томатах ученые изучили базы данных. Они обнаружили свидетельства того, что те же химические вещества, которые участвуют в созревании томатов, также расщепляют гликоалкалоиды до эскулеозида А — менее токсичного соединения. Этими веществами оказались белки.

Чтобы выяснить роль белков в процессе преобразования, исследователи создали генетически модифицированные растения томатов, включая и выключая производство этих белков. Они обнаружили белок под названием DML2, который при отключении препятствовал расщеплению гликоалкалоидов, оставляя плоды слишком горькими. Дальнейшее изучение показало, что этот белок расщепляет гликоалкалоиды посредством химического процесса, известного как деметилирование.

Анализ данных предыдущих исследований показал, что по мере одомашнивания томатов в последние столетия деметилирование усиливалось, что приводило к появлению все более сладких плодов.