Jíst jen 50 hořkých mandlí může uvolnit dostatek kyanovodíku, aby zabil dospělého za méně než 3 minuty. Naštěstí sladká odrůda, kterou získáváme z košů v obchodech s potravinami, je díky mutaci bezpečná k jídlu.

Zatímco závada jednoho genu za chutností mandlí je uznávána po celé století, trvalo sekvenování genomu odhalit komplexní kontrolu nad vlastností. Raquel Sánchez-Pérez, biochemik z CEBAS-CSIC, zemědělského výzkumného střediska ve Španělsku, a kolegové z univerzity v Kodani a jinde v Evropě, zveřejnili svá zjištění v Science v červnu.

A Beloved Nut Through Historie

Mandle mají v popularitě ořechových ořechů pistácie, para ořechy, vlašské ořechy, pekanové ořechy, kešu ořechy a piniové oříšky, arašídy jsou nejoblíbenější podzemnicí.

V roce 2016 Michelle Obama žertovala, že její manžel konzumuje přesně 7 mandlí každou noc. „A je to!“ zvolala. Když The New York Times hlásil toto pozorování vážně, konzumace 7 mandlí se stala věcí.

Nadpisy křičí tyto atributy. “9 Důkazy o zdravotních výhodách mandlí založené na důkazech” uvádí vitamíny, minerály a látky proti oxidanty, připsáním ořechů snížením hladiny cukru v krvi, cholesterolu a hladu. Tolik článků hovoří o schopnosti mandlí „roztavit tělesný tuk“, což musí být pravda.

Důkazy o pěstování mandlí sahají až do úrodného půlměsíce a začínají zhruba před 11 650 lety. Plinius starší napsal ve své encyklopedii Naturalis Historia v prvním století našeho letopočtu, že Římané věděli, jak odstranit hořkost a jed z mandlí. Ořechy byly objeveny v hrobce krále Tuta z roku 1324 před naším letopočtem. A křesťanský text ze čtvrtého století popisuje propíchnutí a připojení kmen stromu způsobí, že „… hořké mandle“ „ztratí kyselost šťávy a stanou se lahodným ovocem.“

Kyanid!

Tvrdá jádra hořkých ořechů mandlovník Prunus amygdalus sdílí s ostatními členy čeledi Rosaceae schopnost uvolňovat kyanovodík, což je plyn skládající se z uhlíku drženého třemi vazbami na dusík. Semena jablek, lnu a manioku (aka manioku) a kyanid také uvolňují tvrdé vnitřnosti broskví, švestek a meruněk.

aroma použitého kyanovodíku jako jed je v detektivních románech popisován jako „hořký mandle“, nejslavnější pravděpodobně Šumivý kyanid Agathy Christie, publikovaný jako Památná smrt v roce 1945. Byl součástí Zyklonu B, klíčové složky toho, co nacista poslal do plynových komor. Kyanidové pilulky, které zachytily špiony údajně popové, jsou soli, kyanid draselný nebo kyanid sodný. Zabijí asi za 5 minut.

Kyanid v mandlích pochází z biochemické reakce zvané amygdalin, která se tvoří z molekuly zvané prunasin, která se tvoří z aminokyseliny fenylalaninu. Jako v každé biochemické cestě, enzym katalyzuje (urychluje) každý krok.

V jevu podobném tomu, že na Phishově koncertu praskne žhavicí tyč, rostlina ukrývá chemické prekurzory produkce kyanidu v různých částech které přicházejí do styku, když hmyz nebo jiný býložravec drtí ořech. U rostlin „divokého typu“ (nemutovaných) s hořkými ořechy je prunasin, který se nahromadil pod semenným pláštěm, poháněn směrem k vyvíjejícím se letákům, kde jej enzymy převádějí na amygdalin.

Pow!

Křupavé čelisti uvolňují kyanid a benzaldehyd, zdroj hořké chuti. Zatímco zvíře rychle podlehne, strom dostane krátký výbuch uhlíkových a dusíkatých živin.

Ale u mutovaných rostlin mandlí je prunasin zničen dříve, než může aktivovat obranu, což popsal Dr. Sánchez-Pérez v roce 2008. Žádný toxin, žádná hořkost a sladká chuť. Mutace, které si užíváme, poškozují strom tím, že ho činí zranitelným vůči býložravcům.

Kyanid v podstatě dusí buňky, nahrazuje kyslík v mitochondriích a blokuje přeměnu energie zadržované ve vazbách molekul živin na ATP, biologický energetická měna. Proto konec tak rychle přichází ke zvířatům, která mají tu smůlu, že se mohou kousnout do smrtícího ořechu.

Amygdalin si v 70. letech užíval slávy pod jiným jménem: laetril, Vyhlašovaný lék na rakovinu – vše pocházelo z meruňkových jam, nakonec vydělalo to je vyznamenání za jeden z nejlepších příkladů lékařského šarlatánství. Laetril byl také propagován jako „vitamin B17“, i když to není vitamin.

Zajímavější byla role amygdalinu ve „smrti broskví“, která se praktikovala v Egyptě ve druhém tisíciletí, kdy se v boxech používaly k otrávení kněží prohlášeni za zrádce. Chemici nejprve izolovali sloučeninu z mandlí počátkem 19. století Patří do třídy přírodních toxinů zvaných kyanogenní glykosidy, které produkuje více než 3 000 rostlinných druhů.

Hledání sladších ořechů

Přesně před sto lety odhalily experimenty připomínající samotného Gregora Mendela, že jediný gen kontroluje hořkost nebo sladkost mandlí.

V článku Genetika „Faktor hořkosti ve sladké mandli“ popsal Meyer J. Heppner experimenty, které prováděl od roku 1916 do roku 1919 na univerzitní farmě v Davisu. , Kalifornie. Pokusil se o několik dní oddálit kvetení, aby stromy přežily pozdní mrazy.

Čísla z chovných křížů, které Heppner postavil, mě bleskově vrátila zpět k Mendelově hrášku: 32 křížků vyprodukovalo 602 stromů, z nichž 243 kvetlo během studovaného období, výtěžek 208 se sladkými mandlemi a 59 s hořkými mandlemi.

Pro genetika je to klasický Mendelianův poměr 3: 1, což naznačuje, že jedna verze znaku je dominantní, a jeden recesivní. Skutečnost, že „bitter“ je recesivní, vysvětluje, proč se objevuje nečekaně, stejně jako Mendelova zvrásněný zelený hrášek.

Heppner to vysvětlil: „Existuje téměř dokonalý poměr 3: 1, 3,028: 0,972. Toto blízké přiblížení teoretickému poměru Mendelovy monohybridů naznačuje, že všechny mandlové odrůdy zastoupené ve výše uvedených křížencích jsou heterozygotní pro sladkost jádra. Musí mít genetickou konstituci Bb, kde b představuje faktor hořkosti jako recesivní charakter a B faktor sladkosti jako dominantní znak … je možné, že v hořkém mandlovníku došlo k mutaci a výsledkem byla sladká mandle . “

Takže Heppner se snažil vybrat pro pozdější rozkvět a místo toho našel sladší ořechy. Vědci by nakonec chytře pojmenovali gen, který dodává sladkost, když je mutantní „sladké jádro“. Hořkost může zdánlivě vzniknout znovu, když včely nesou v květech vajíčka nesoucí „p“ k vajíčkům nesoucím „b“.

Mendelovu práci inspirovalo znovuobjevení recesivních rysů. Teoretická je však také praktická. Každou sezónu je nutné otestovat (ochutnat) nové stromy a ty s hořkými mandlemi vyřadit. Bylo to plýtvání. Držte se této myšlenky.

Genomický přístup

Hledání zdroje sladkosti bylo Když vědci zjistili, že dva geny, jejichž proteinové produkty jsou nezbytné pro syntézu amygdalinu, se neliší v hořkých a sladkých stromech, podívali se na geny, které řídí expresi těchto genů. Je to trochu jako dva lidé, kteří nosí stejné kus oblečení, jako šála, zcela různými způsoby.

Proteiny zvané transkripční faktory kontrolují, zda jsou nebo nejsou zapnuty jiné geny. Sestavení sekvence genomu mandlového stromu by odhalilo geny transkripčních faktorů, které by mohly odpovídat pro rozlišení mezi hořké a sladké ořechy?

Ve skutečnosti se v mandlovém genomu shlukuje pět genů transkripčního faktoru na jednom chromozomu. Nazývají se bHLH, což je zkratka pro „basic helix-loop-helix“, což je trojrozměrná forma, která umožňuje těmto proteinům pingovat a vypínat specifické sady genů a řídit jejich aktivity.

Of pět genů bHLH, pouze jeden, bHLH2, je na stromech odlišně zapínán nebo vypínán, čímž se získávají sladké versus hořké mandle. Je to tedy dlouho hledaný gen „sladkého jádra“.

Drobná genetická závada, změna cytosin (C) na tymin (T), mění jednu aminokyselinu v transkripčním faktoru způsobem, který jí brání v převzetí normálního tvaru, skládaných párů. Výsledkem je, že dva geny pro amygdalin nejsou aktivovány, což přerušuje biochemickou cestu k hořkosti. Mandle jsou sladké.

Kromě řešení záhady původu chutných mandlí nová práce identifikovala variace v sekvencích DNA obklopujících gen bHLH2. Ty mohou být začleněny do diagnostického testu pro výběr sazenic, které přinesou rostlinám se sladkými ořechy, spíše než aby musely růst stromy tři až pět let, aby se zjistilo, zda jsou ořechy toxické nebo sladké. Tímto způsobem mohou vědci vybírat nebo upravovat další geny bez obav o vzhled recesivní vlastnosti hořkosti, což šetří náklady i využití půdy.

Důsledky se odrážejí i mimo populární ořechy.Vědci navrhují genomický přístup k včasné detekci toxinů v jiných rostlinách, včetně gossypolu v bavlně (mužské antikoncepční prostředky), antioxidačních antokyanů v jahodách, linamarinu a lotaustralinu, které produkují kyanid v manioku, a saponinů, díky nimž je quinoa hořká.

Moje oblíbená část mandlového příběhu? Demonstrace geniality vědců, jako je Gregor Mendel, jehož pozorování a chytré experimenty, bez pomoci technologie, přesto odhalily samotné přírodní zákony.