Awokado rozszyfrowane

(fot. Shutterstock/joloei)

Czy wiedzą Państwo, co to smaczliwka wdzięczna? Należy do grupy najstarszych na Ziemi roślin zdolnych do wytwarzania kwiatu o okrytym zalążku – a to są wszystkie niemal rośliny poza drzewami iglastymi. Jest daleką krewną magnolii i znacznie bliższą wawrzynu, którego gałązkami ozdabiano głowy starożytnych olimpijskich zwycięzców i cezarów oraz cynamonu, którym posypujemy pieczone w szarlotce jabłka. Roślina jest zabójczo trująca dla koni, bydła, kóz, królików, ptaków i ryb. To wiecznozielone drzewo uprawiano w Meksyku już 7 tys. lat temu dla jego niezwykłych owoców.

Dwa białka, które przywracają słuch

Dzięki genetycznym eksperymentom na myszach uczeni z Johns Hopkins School of Medicine w Baltimore (USA) przybliżyli niewątpliwie dzień przywracania...

zobacz więcej

Owoców nie tylko smacznych, ale i bardzo zdrowych dla ludzi. Bogatszych w aminokwasy i tłuszcze niż niejedno mięso. Mających wiele potasu i aminokwasu – tyrozyny, zatem pomocnych dla serca i mózgu. Pomocnych dla przyswajania innych ważnych składników, np. wit. A i obniżających poziom „złego” cholesterolu i ciśnienie krwi. I co najpiękniejsze – dających nam poczucie szczęścia, bo zawarte w nich substancje przyczyniają się w naszym organizmie do powstawania „hormonów szczęścia” np. serotoniny. Czy już zgadliśmy? Tak smaczliwka wdzięczna to prawidłowa polska nazwa owocu znanego nam i lubianego w polskiej kuchni coraz bardziej – awokado.

Okazją do zajęcia się tym smakowitym dodatkiem do sałatek, źródłem pysznych past, zwłaszcza zaś słynnego meksykańskiego przysmaku – guacamole – jest zakończone sukcesem sekwencjonowanie całego genomu (a nawet kilku genomów) tej niezwykłej rośliny. Jej znaczenie dla dzisiejszej światowej produkcji żywności, interesujące meandry ewolucji całej grupy i perspektywa ulepszania awokado metodami inżynierii genetycznej całkowicie usprawiedliwiają opublikowanie pełnej sekwencji tego DNA w najnowszym numerze prestiżowego czasopisma naukowego „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS).

Sama sekwencja DNA z pewnością nie poprawi nastroju miłośnikom wegańskiego „zielonego mięsa” tak, jak sam zjedzony owoc. W biologii jednak genomów nie poznaje się z nudów. Odczytanie literka po literce wielkiej księgi indywidualnego życia, jaką jest każdy genom, ma następstwa. Dziś, gdy znamy już tysiące pełnych genomów drobnoustrojów, setki roślin i zwierząt, na ogół sekwencje całych genomów nie wzbudzają już sensacji. Takiej, jak ta odczytana dla drożdży piekarskich w roku 1995, czy ludzki genom z 2001 r., który w istocie realnie zakończono analizować sześć lat później. Kolejne sekwencje „wrzuca się” po prostu do Internetu; nie stanowią podstawy dla szacownych publikacji naukowych, bo wszelkie osiągnięcia nauki z czasem powszednieją.

Sztuczna inteligencja przewiduje, co byśmy poczuli, gdyby…

Psycholodzy i neurobiolodzy nie od dziś pochylają się nad naturą naszych uczuć. Nie jest tajemnicą, że są one bardzo silnie związane z...

zobacz więcej

Jednak dla awokado zrobiono wyjątek. Czego nowego możemy się zatem dowiedzieć o smaczliwce wdzięcznej z jej DNA, którego sekwencję poznaliśmy dzięki wysiłkowi uczonych z National Laboratory of Genomics for Biodiversity (LANGEBIO) w Meksyku, Uniwersytetu Texas Tech w Lubbock i Uniwersytetu w Buffalo (USA)? Typów awokado jest wiele, najpopularniejszy zaś w konsumpcji jest ten zwany Hass, powszechny w USA. Inne można spotkać w krajach takich, jak Meksyk, gdzie awokado jest jednym z filarów przemysłu spożywczego, lub Indie Zachodnie. Wysiłki sekwencjonowania DNA objęły zatem kilka podstawowych typów, bo dla roślin o rosnącym globalnie znaczeniu ekonomicznym w masowych uprawach zachowanie bioróżnorodności jest podstawowym gwarantem utrzymania gospodarczego sukcesu. Poznanie genetycznych podstaw tej bioróżnorodności pozwoli świadomie krzyżować odmiany i uzyskiwać wydajnie nowe, jednocześnie ściśle zachowując czystość linii macierzystych.

Po wtóre, z obserwacji drzewa awokado, a także dzięki poznaniu budowy i działania wspomnianej wcześniej persyny, było wiadomo, że smaczliwka jest niezwykle odporna na choroby. Patogeny roślin, m.in. grzyby, się jej nie imają, ale ma to głębsze podstawy biologiczne niż tylko obecność persyny. Sekwencjonowanie genomu jest zaś pierwszym krokiem do poznania genów za to odpowiedzialnych i sposobu, w jaki są regulowane. To z kolei może w przyszłości pomóc skorzystać z tych awokadowych genów przy pomaganiu innym roślinom w radzeniu sobie z chorobami za pomocą metod inżynierii genetycznej. Także same podstawki w uprawach awokado, na których szczepi się owoconośne odmiany, powinny być przede wszystkim odporne na choroby i zmiany klimatu – to tu może wejść nauka, by je poprawić za pomocą „genetycznych nożyc”.

Te same geny u ośmiornicy „robią” soczewkę oka, u nas – kończyny

Najprościej rzecz ująwszy ewolucja działa na dwóch genetycznych zasadach, czy inaczej rzekłszy wg dwóch modeli. Jeden dało by się określić jako...

zobacz więcej

Awokado uzyskało popularność w świecie zachodnim dopiero w XX wieku. Jednak roślina zwana po łacinie Persea americana okazuje się należeć do magnoliowców liczących sobie bagatela ponad 150 mln lat. Później – nie do końca wiadomo, kiedy – protoplasta awokado oddzielił się od innych magnoliowców. Sama ta familia jest niezmiernie wiekowa i prawdopodobnie poprzedza w swym rozwoju podział roślin okrytozalążkowych na jednoliścienne (trawy, cebule, kosaćce, lilie etc.) i dwuliścienne (cała reszta). Najpopularniejsze w uprawie, choć nie jedyne awokado, czyli typ Hass, okazało się melanżem rośliny meksykańskiej i gwatemalskiej.

Podobnie jak wiele innych roślin jadalnych, np. zboża, kluczowe dla dzisiejszego coraz powszechniejszego wykorzystania awokado okazały się naturalnie zachodzące zdarzenia powielenia całego genomu rośliny bądź jakichś jego istotnych części. Im bardziej genom jest zwielokrotniony, tym więcej dana roślina produkuje (białek, tłuszczów, cukrów). Awokado jest sprawnym chemikiem dzięki dwóm pradawnym sytuacjom, w których jego genom się powielił. Wielokrotnie powielały się też pojedyncze geny czy ich niewielkie zespoły – to już miało związek z nabieraniem odporności na choroby. Nadmiary wynikłe z wielokrotnego kopiowania dotyczą też genów odpowiedzialnych za przepisywanie DNA na język RNA i co za tym idzie – białek.

Wspomniana na początku nazwa polska awokado, smaczliwka wdzięczna, wspaniale nadaje się do podsumowania tego, co chcą osiągnąć naukowcy publikujący dziś jego genom i prowadzący nad nim badania. Nie da się chyba uczynić go jeszcze smaczniejszym, ale konsumenci przyjmą z wdzięcznością niższą cenę. A ta jest pochodną skuteczności uprawy, gdzie wiele zależy od wrażliwości na choroby i klimat czy uzyskiwania szybciej nowych odmian o pożądanych właściwościach. Tego typu tajniki ukryte są w DNA i tam je trzeba rozszyfrować.

źródło:
Zobacz więcej