Обнаружены ранее неизвестные метаболиты растений

Исследователи из Университета Пердью зафиксировали эволюцию в действии, открыв новый набор метаболитов, синтезируемых растениями Arabidopsis. Результаты опубликованы в журнале Science.

Учёные под руководством профессора биохимии Клинта Чаппла изучали, как в растениях возникают новые метаболические пути, когда обнаружили метаболиты, названные арабидопиронами. Метаболиты используются растениями для защиты, окраски, привлечения опылителей, а человеком — как фармацевтические препараты и ароматизаторы.

Арабидопироны найдены только у Arabidopsis — модельного растения в исследованиях, — но их функция пока неясна.

Arabidopsis отделился от общего предка с капустой и рапсом около 40 млн лет назад. С тех пор многие его гены дублировались. Одна копия гена обычно сохраняет старую функцию, а другая может мутировать и приобретать новые свойства. Именно такая дупликация позволила Arabidopsis начать синтезировать новые соединения.

Механизм синтеза напоминает образование красных пигментов у свёклы, но с ключевым отличием: пигменты свёклы производятся из аминокислоты тирозина, а арабидопироны — из фенилаланина. Этот аминокислотный предшественник растения обычно используют для создания ароматов цветов, антиоксидантов и лигнина. Недавно эволюционировавший фермент, открытый группой Чаппла, перенаправляет часть потока веществ из этих путей к другим ферментам, которые завершают превращение в арабидопироны.

Это наглядный пример того, как растения в ходе эволюции обретают способность производить новые химические соединения.