Manger seulement 50 amandes amères peut libérer suffisamment de cyanure d’hydrogène pour tuer un adulte en moins de 3 minutes. Heureusement, la variété sucrée que nous récupérons dans les bacs dans les épiceries peut être consommée sans danger, grâce à une mutation.

Bien que le problème monogénique derrière l’appétence des amandes soit reconnu depuis un siècle, il a fallu le séquençage du génome pour révéler le contrôle complexe du trait. Raquel Sánchez-Pérez, biochimiste au CEBAS-CSIC, un centre de recherche agricole en Espagne, et ses collègues de l’Université de Copenhague et ailleurs en Europe, ont publié leurs résultats dans Science en juin.

A Beloved Nut Through Histoire

Les amandes sont les pistaches, les noix du Brésil, les noix, les noix de pécan, les noix de cajou et les pignons de pin dans la popularité des noix, les arachides étant l’arachide la plus populaire.

En 2016, Michelle Obama a plaisanté en disant que son mari consomme exactement 7 amandes tous les soirs. « C’est tout! » »s’exclama-t-elle. Lorsque le New York Times a rapporté cette observation sérieusement, manger 7 amandes est devenu une chose.

Les gros titres crient les attributs.« Les 9 bienfaits des amandes pour la santé basés sur des preuves »énumère les vitamines, les minéraux et les anti- oxydants, attribuant aux noix une diminution de la glycémie, du cholestérol et de la faim. Tant d’articles vantent la capacité des amandes à «faire fondre la graisse corporelle» que, eh bien, cela doit être vrai.

Les preuves de la culture d’amandiers remontent au Croissant Fertile, qui a commencé il y a environ 11 650 ans. Pline l’Ancien a écrit dans son encyclopédie Naturalis Historia au premier siècle après JC que les Romains savaient comment éliminer l’amertume et le poison des amandes. Les noix ont été découvertes dans la tombe du roi Tut à partir de 1324 avant JC. Et un texte chrétien du quatrième siècle décrit le perçage et le colmatage d’un tronc d’arbre pour que «les… amandes amères» «perdent l’acidité de leur jus et deviennent de délicieux fruits».

Cyanure!

Les noyaux durs des noix amères du l’amandier Prunus amygdalus partage avec d’autres membres de la famille des rosacées la capacité de libérer du cyanure d’hydrogène, qui est un gaz constitué d’un carbone retenu par trois liaisons à un azote. Graines de pommes, de lin et de manioc (aka manioc), et le Les entrailles dures des pêches, des prunes et des abricots libèrent également du cyanure.

L’arôme du cyanure d’hydrogène utilisé comme un poison est décrit comme «amande amère» dans les romans policiers, le plus célèbre probablement Sparkling Cyanide d’Agatha Christie, publié sous le titre Remembered Death en 1945. Il faisait partie du Zyklon B, l’élément clé de ce que les nazis ont envoyé dans les chambres à gaz. Les pilules de cyanure qui ont capturé les espions prétendument pop sont des sels, du cyanure de potassium ou du cyanure de sodium. Ils tuent en environ 5 minutes.

Le cyanure dans les amandes provient de la réaction d’un biochimique appelé amygdaline, qui se forme à partir d’une molécule appelée prunasine, qui se forme à partir de l’acide aminé phénylalanine. Comme dans toute voie biochimique, une enzyme catalyse (accélère) chaque étape.

Dans un phénomène similaire à la mise en action d’un bâton lumineux lors d’un concert de Phish, la plante abrite les précurseurs chimiques de la production de cyanure dans différentes parties qui entrent en contact lorsqu’un insecte ou un autre herbivore croque une noix. Dans les plantes «de type sauvage» (non mutantes) avec des noix amères, la prunasine qui s’est accumulée sous le tégument est propulsée vers les folioles en développement, où les enzymes la convertissent en amygdaline.

Pow!

Les mâchoires qui craquent libèrent le cyanure et le benzaldéhyde, la source du goût amer. Alors que l’animal succombe rapidement, l’arbre reçoit une brève explosion de nutriments carbonés et azotés.

Mais chez les plants d’amandiers mutants, la prunasine est détruite avant de pouvoir activer la défense, ce que le Dr Sánchez-Pérez a décrit en 2008. Pas de toxine, pas d’amertume et un goût sucré. La mutation dont nous jouissons nuit à l’arbre en le rendant vulnérable aux herbivores.

Le cyanure étouffe essentiellement les cellules, remplaçant l’oxygène dans les mitochondries, bloquant la conversion de l’énergie contenue dans les liaisons des molécules nutritives en ATP, le biologique monnaie énergétique. C’est pourquoi la fin arrive si vite aux animaux assez malchanceux pour mordre dans une noix de mort.

Amygdalin a connu la gloire sous un autre nom dans les années 1970: laetrile, la cure prétendue contre le cancer est venue de fosses d’abricots, gagnant finalement le composé la distinction d’être l’un des meilleurs exemples de charlatanisme médical. Le laetrile a également été promu comme «vitamine B17», bien que ce ne soit pas une vitamine.

Plus intéressant était le rôle de l’amygdaline dans la «mort par la pêche», pratiquée en Égypte au deuxième millénaire lorsque les fosses étaient utilisées pour empoisonner les prêtres déclarés traîtres. Les chimistes ont d’abord isolé le composé, à partir d’amandes, au début des années 1800. . Il appartient à une classe de toxines naturelles appelées glycosides cyanogéniques que produisent plus de 3 000 espèces végétales.

À la recherche de noix plus sucrées

Il y a exactement un siècle, des expériences rappelant Gregor Mendel lui-même ont révélé que un seul gène contrôle l’amertume ou la douceur des amandes.

Dans un article de Genetics, « The Factor for Bitterness in the Sweet Almond », Meyer J. Heppner a décrit les expériences qu’il a menées de 1916 à 1919 à la ferme universitaire de Davis , Californie. Il essayait de retarder la floraison de quelques jours pour permettre aux arbres de survivre aux gelées tardives.

Les chiffres des croisements de reproduction qu’Heppner a mis en place m’ont renvoyé directement aux pois de Mendel: 32 croisements ont produit 602 arbres, dont 243 ont fleuri pendant la période d’étude, donnant 208 avec des amandes douces et 59 avec des amandes amères.

Pour un généticien, c’est un ratio mendélien classique de 3: 1, indiquant qu’une version du trait est dominante, et un récessif. Le fait que «amer» soit récessif explique pourquoi il apparaît de manière inattendue, tout comme les pois verts ridés de Mendel.

Heppner l’a expliqué: «Il y a presque un ratio parfait de 3: 1, 3,028: 0,972. Cette approximation proche du rapport monohybride mendélien théorique indique que toutes les variétés d’amandes représentées dans les croisements ci-dessus sont hétérozygotes pour la douceur de l’amande. Ils doivent avoir la constitution génétique Bb, où b représente le facteur d’amertume comme caractère récessif et B le facteur de douceur, comme caractère dominant … il est possible qu’une mutation se soit produite dans l’amandier amer avec l’amande douce comme résultat . ”

Heppner a donc essayé de sélectionner des fleurs plus tard et a plutôt trouvé des noix plus sucrées. Les chercheurs finiraient par nommer intelligemment le gène qui confère de la douceur lorsqu’il est mutant «noyau sucré». L’amertume peut apparemment réapparaître lorsque les abeilles transportent du pollen porteur de «b» vers des ovules porteurs de «b» dans les fleurs.

C’est la réapparition de traits récessifs qui a inspiré le travail de Mendel. Mais la théorie est également pratique. Chaque saison, de nouveaux arbres doivent être testés (goûtés) et ceux avec des amandes amères jetés. C’était du gaspillage. Tenez cette pensée.

L’approche génomique

Trouver la source de la douceur était un Lorsque les chercheurs ont découvert que les deux gènes dont les produits protéiques sont nécessaires pour synthétiser l’amygdaline ne différaient pas entre les arbres amers et doux, ils se sont tournés vers les gènes qui contrôlent l’expression de ces gènes. C’est un peu comme deux personnes portant le même vêtement, comme une écharpe, de manière totalement différente.

Les protéines appelées facteurs de transcription contrôlent l’activation ou la désactivation d’autres gènes. L’assemblage de la séquence génomique de l’amandier révélerait-il des gènes de facteurs de transcription qui pourraient expliquer pour la distinction entre noix amères et sucrées?

En effet, dans le génome de l’amande, cinq gènes de facteurs de transcription se regroupent sur un chromosome. Ils sont appelés bHLH, qui signifie « basic helix-loop-helix », pour la forme tridimensionnelle qui permet à ces protéines de lancer et de désactiver des ensembles spécifiques de gènes, contrôlant leurs activités.

Of les cinq gènes bHLH, un seul, bHLH2, est activé ou désactivé différemment dans les arbres produisant des amandes douces par rapport aux amandes amères. C’est donc le gène du « noyau sucré » recherché depuis longtemps.

Un petit problème génétique, un changement de une cytosine (C) en une thymine (T), modifie un acide aminé dans le facteur de transcription d’une manière qui l’empêche de prendre la forme normale, des paires empilées. En conséquence, les deux gènes de l’amygdaline ne sont pas activés, ce qui coupe la voie biochimique de l’amertume. Les amandes sont douces.

En plus de résoudre le mystère de l’origine des amandes savoureuses, le nouveau travail a identifié des variations dans les séquences d’ADN entourant le gène bHLH2. Ceux-ci peuvent être incorporés dans un test de diagnostic pour sélectionner des plants qui donneront des plantes avec des noix sucrées, plutôt que d’avoir à faire pousser des arbres pendant trois à cinq ans pour voir si les noix sont toxiques ou sucrées. De cette façon, les chercheurs peuvent sélectionner ou modifier d’autres gènes sans se soucier de l’apparence du caractère d’amertume récessive, ce qui permet d’économiser sur les coûts et l’utilisation des terres.

Les implications se répercutent au-delà des noix populaires.Les chercheurs suggèrent une approche génomique pour détecter précocement les toxines dans d’autres plantes, y compris le gossypol dans le coton (un contraceptif masculin), les anthocyanes anti-oxydantes dans les fraises, la linamarine et la lotaustraline qui produisent du cyanure dans le manioc et les saponines qui rendent le quinoa amer.

Ma partie préférée de l’histoire des amandes? La démonstration du génie de scientifiques comme Gregor Mendel, dont les observations et les expériences intelligentes, sans l’aide de la technologie, ont néanmoins révélé les lois mêmes de la nature.