Учёные нашли ген «вонючести» дуриана

Сингапурские генетики впервые определили последовательность полного генома дуриана цибетинового (Durio zibethinus) и, в числе прочего, нашли ген, ответственный за отвратительный запах этого фрукта. Он кодирует фермент метионин-гамма-лиазу, который регулирует синтез летучих веществ, содержащих серу. Исследование опубликовано в Nature Genetics. 

Род дурианов (Durio) из семейства мальвовых насчитывает более 30 видов растений, как минимум девять из них съедобны. Самый известный из них — дуриан цибетиновый, который за шипастую оболочку, приятный вкус и отталкивающий запах плодов иногда называют «королём фруктов». 

Из-за запаха, который можно охарактеризовать как «смесь скипидара и лука, приправленную ароматом носков после тренировки», плоды дуриана запрещено провозить в общественном транспорте и держать во многих отелях. Несмотря на это, дуриан пользуется большой популярностью в Юго-Восточной Азии и является доходным продуктом для производящих его стран. Тем не менее, генетических исследований дуриана цибетинового практически не проводилось. Авторы нового исследования решили исправить это упущение.

Учёные определили последовательность и проанализировали полный геном дуриана цибетинового и сравнили его с геномами других растений из семейства мальвовых — какао (Theobroma cacao) и хлопчатниками (Gossypium raimon­dii и Gossypium arboreum). А чтобы определить уровень экспрессии некоторых генов, исследовали транскриптомы разных частей дуриана — плодов, листьев, корней и ствола. 

Оказалось, что у дуриана D.zibethinus около 46 тысяч генов, это вдвое больше, чем у человека — 23 тысячи. Сравнение геномов показало, что ближайшие родственники дуриана — растения из рода хлопчатников, G.raimon­dii и G.arboreum. Они разделились примерно 60-77 миллионов лет назад. А какао отделилось от общего предка дурианов и хлопчатника 65-82 миллиона лет назад. 

Анализ транскриптома плодов D.zibethinus показал, что в них происходит усиленная экспрессия гена, кодирующего фермент метионин-гамма-лиазу, которая регулирует синтез летучих серосодержащих веществ из аминокислот метионина и цистеина. 

Интересно, что в геноме дуриана цибетинового содержится четыре копии гента метионин-гамма-лиазы, в то время как у его ближайших родственников, хлопчатников G.raimon­dii и G.arboreum есть только по две копии этого гена, а у какао — одна. При этом усиленная экспрессия генов метионин-гамма-лиазы наблюдалась только в плодах дуриана, но не в остальных частях растения. 

Также исследователи заметили усиленную экспрессию гена фермента АЦК-синтазы, регулирующего выработку этилена из аминокислоты метионина. 

Этилен «запускает» процесс созревания плода. 

Авторы исследования предположили, что процесс созревания дуриана и появление неприятного запаха (летучие серосодержащие соединения вносят в него свой вклад) связаны между собой. 

В обоих процессах ключевую роль играет метионин, из которого получаются либо этилен, либо летучие серосодержащие вещества. 

Тем не менее исследователи отмечают, что их результаты коррелятивные, и нужны эксперименты, которые позволят установить прямую связь между созреванием плода дуриана и появлением запаха.

Ранее химики установили, что смесь двух соединений — этил-(2S)-2-метилбутирата, пахнущегофруктами, и этантиола, пахнущегопротухшим луком — полностью воспроизводятзапах дуриана.