Томаты — неотъемлемая часть кухни многих культур, но так было не всегда. Каких-то пару веков назад они считались ядовитыми, опасными растениями, от которых стоит держаться подальше. Портал popsci.com рассказал, почему — и что поменялось благодаря науке.
Между XVI и XVIII веками многие европейцы верили, что томаты ядовиты — они принадлежат к токсичному семейству пасленовых (Solanaceae). Но в реальности они не отравляли аристократов. Теперь наука понимает, что крайне кислотные томаты имели свойство впитывать свинец из оловянной посуды, что и приводило к летальному исходу.
Тем не менее, факт остается фактом: томаты, как и их родственники из пасленовых, производят токсичные стероидные гликоалкалоиды. Но почему они безопасны для потребления в пищу? Недавно сотрудники Сычуаньского университета в Китае нашли ответ на этот химический вопрос. Разгадка кроется в «комплексной цепочке генетических и эпигенетических» трансформаций, благодаря которым люди и многие животные могут есть томаты без опаски.
Токсичные вещества — эволюционная адаптация Solanaceae для защиты от вредителей. Если на язык попадет слишком много молекул стероидных гликоалкалоидов, то вкус будет горьким и неприятным. Однако если в организм попадет критическая доза вещества, то симптомы могут быть гораздо серьезнее: от жжения до тошноты, спазмов, замедленного пульса и дыхания, нарывов в желудке и внутреннего кровотечения.
Но Solanaceae, как и любое другое семейство растений, нуждается в распространении семян — и лучше всего в этом помогают животные. Они едят плоды растения, переваривают питательные вещества, после чего оставляют семена прямо в естественном удобрении. Поэтому на определенной стадии созревания Solanaceae, как томаты, вынуждены учитывать концентрацию токсичных веществ. Но никто не знал, как именно они регулируют этот параметр.
Авторы научной работы, опубликованной в журнале Science Advances, смогли идентифицировать системы, ответственные за эту важную переходную фазу томатов. Они провели секвенирование полного генома и провели ряд опытов с генами томатов, блокируя определенные протеины. Результаты показали, что химикаты, благодаря которым томаты набухают и становятся аппетитными, также разлагают ядовитые гликоалкалоиды в гораздо менее токсичное соединение эскулеозид А.
По словам ученых, они отдельно сфокусировались на протеине DML2, который позволяет «внутренним системам клеток убирать из генов метиловые группы» — они играют роль своего рода молекулярных сигналов. Данный процесс, известный как деметиляция, жизненно важен для превращения томатов в съедобный плод. При блокировке DML2 они сохраняют прежний, высокий уровень токсичных веществ, наблюдаемый на ранних стадиях созревания.