Расшифрованный геном кофе позволил проследить эволюцию кофеина

С публикацией статьи американских и французских генетиков в журнале Science мир узнал больше о «лучшем химическом друге» человека — кофеине. Учёные полностью секвенировали геном кофе и получили новые данные об эволюции этого растения.

В ходе исследования открылись новые аспекты конвергентной эволюции кофе, чая и какао, то есть растений, которые также содержат кофеин. Конвергентная эволюция означает, что кофе не имеет генов, специализированных на производстве кофеина, которые были бы унаследованы от общего с другими растениями предка. Вместо этого растения кофе обрели эти гены в ходе эволюции самостоятельно.

расшифрованный геном кофе позволил проследить эволюцию кофеина

Статистика показывает, что ежедневно во всём мире потребляется около 2,25 миллиардов чашек кофе. Из-за такой популярности кофе является главной сельскохозяйственной культурой многих тропических стран. По оценкам Международной организации кофе (ICO), более 8,7 миллионов тонн кофе были произведены в 2013 году, выручка от экспорта составила $15,4 миллиардов в 2009-2010 годах, а в производственном секторе было занято около 26 миллионов человек в 52 странах в течение 2010 года.

«Кофе настолько же важен для мировой экономики, как и для человека, вставшего рано утром. Секвенирование генома этого растения позволит улучшить его качество и урожай. Располагая новыми данными, мы можем сделать некоторые выводы о том, что делает кофе таким особенным», — говорит ведущий автор исследования Филипп Лашерме (Philippe Lashermes) из Французского института исследований и разработок, который сотрудничал со специалистами из десяти других стран мира.

расшифрованный геном кофе позволил проследить эволюцию кофеина

Генетики секвенировали геном растения вида Coffea canephora, он же кофе конголезский, на долю которого приходится около 30% мирового производства кофе. Позднее учёные сравнили полученные данные с генетической информацией о других видах кофе.

Как показали результаты анализа, по сравнению с некоторыми другими видами растений, к примеру, виноградом и томатом, кофе таит большие семьи генов, которые связаны с производством алкалоидов и флавоноидов — соединений, которые отвечают за такие качества, как кофейный аромат и горечь бобов. Кофе также имеет расширенный набор N-метилтрансфераз — ферментов, которые участвуют в производстве кофеина.

Максимально тщательное исследование генов, отвечающих за производство кофеина, указало на то, что эти участки генома у C. canephora гораздо более похожи на остальных представителей рода кофе, чем на какао и чай, которые также производят кофеин. Этот факт позволяет предположить, способность к производству кофеина развилась у растений независимо друг от друга в ходе эволюции.

Почему сразу несколько разных растений стали производить кофеин — это отдельный вопрос, отмечают учёные в пресс-релизе университета Буффало. Возможно, это вещество позволяло им отпугивать насекомых или замедлять рост конкурирующих растений. Однако новые исследования показывают, что насекомые, как и люди, могут обрести кофеиновую зависимость, так что пока неизвестно, является ли производство этого вещества лучшим репеллентом.

Ссылка на источник