Расшифрован геном дуриана: учёные выяснили причину его запаха
Учёные из Сингапура и их международные коллабораторы впервые в мире расшифровали полный геном дуриана — тропического фрукта, известного в Азии как «король фруктов». Работой двигали как научное любопытство, так и любовь к этому фрукту.
«Как генетика, меня естественно интересовал геном дуриана — какие гены вызывают его резкий запах? Как возникла его колючая кожура?» — сказал соавтор исследования профессор Те Бин Тиан, любитель дуриана и заместитель директора Национального онкологического центра Сингапура.
Используя современные платформы для секвенирования, команда составила карту генома конкретного сорта дуриана под названием Musang King («Мао Шань Ван»), известного своей исключительно нежной текстурой и сильным ароматом. Анализ показал, что геном дуриана содержит примерно 46 000 генов — почти в два раза больше, чем у человека (около 23 000 генов). На основе новых геномных данных команда также изучила эволюцию дуриана и проследила его родство на 65 миллионов лет назад с какао-растением, из которого производят шоколад.
Команда сосредоточилась на главном вопросе — что вызывает печально известный запах дуриана? Сравнивая активность генов в разных частях растения (листьях, корнях и созревающих плодах), они идентифицировали класс генов MGLs (метионин-гамма-лиазы), которые регулируют выработку пахучих соединений — летучих сернистых соединений (VSC).
«Наш анализ показал, что производство VSC в плодах дуриана работает на повышенных оборотах, что соответствует мнению многих людей о «сернистом» аспекте запаха дуриана», — сказал соавтор профессор Патрик Тан из Медицинской школы Duke-NUS. Учёные предполагают, что в дикой природе способность дуриана производить высокий уровень VSC и резкий запах может быть важна для привлечения животных, которые поедают плоды и разносят семена.
Разработанные командой технологические методы могут быть применены и к другим растениям, в том числе имеющим лекарственную ценность. «Существует долгая и выдающаяся история открытия лекарств из растений. Лучший пример — Таксол, известный препарат для лечения рака молочной железы, изначально полученный из коры тихоокеанского тиса», — отметил профессор Су Кхи Чи, директор Национального онкологического центра Сингапура.
Учёные отмечают, что помимо конкретного вида дуриана (Durio zibethinus), секвенированного в этом исследовании, в природе существует более 25 других видов дуриана; некоторые съедобны, а некоторые — нет.
«Многие из этих других видов дуриана находятся в этой части мира, и, к сожалению, некоторые находятся под угрозой исчезновения из-за растущей потери биоразнообразия. Таким образом, секвенирование ДНК является важным инструментом для защиты драгоценной информации, содержащейся в этих увлекательных и важных растениях», — сказал профессор Те.
Исследование опубликовано в журнале Nature Genetics. Команда передала данные генома дуриана в Совет национальных парков Сингапура в надежде стимулировать дальнейшие исследования и образовательные проекты. Учёные также рассчитывают сотрудничать с ботаниками Совета для изучения других растений, особенно тех, что находятся под угрозой в регионе из-за вырубки лесов и индустриализации.