Томатный «хрустальный шар» раскрывает эволюционные секреты
Учёные из Университета штата Мичиган под руководством Роберта Ласта исследовали специализированные метаболиты томатов — ацилсахара. Эти молекулы производятся только в железистых трихомах (волосках) растений семейства Паслёновых (Solanaceae), к которому относятся томат и петуния.
Ключевые открытия:
- Ферментативная «всеядность»: Многие ферменты, синтезирующие ацилсахара, оказались «неразборчивыми» (promiscuous). Они могут использовать различные молекулы в качестве субстратов для химических реакций, что объясняет, как растения производят огромное разнообразие структур ацилсахаров.
- Эволюция через дупликацию генов: Гены, кодирующие эти ферменты, часто являются копиями других генов, которые в процессе эволюции приобрели новые функции.
Значение исследования:
- Защита растений: Ацилсахара томатов — это природные пестициды. Целенаправленная инженерия растений для их производства может снизить использование химических пестицидов в сельском хозяйстве.
- Медицина: Понимание эволюционных механизмов создания разнообразных метаболитов может помочь в крупномасштабном синтезе ценных соединений для фармацевтики, включая препараты для лечения рака и сердечных заболеваний.
«Растения — мастера химии, и мы только начинаем понимать метаболические пути, которые они используют для производства этих удивительных соединений», — отметил Роберт Ласт, старший автор исследования.
Работа опубликована в журнале eLife.