Mangiare solo 50 mandorle amare può rilasciare abbastanza acido cianidrico da uccidere un adulto in meno di 3 minuti. Fortunatamente, la varietà dolce che raccogliamo dai contenitori dei negozi di alimentari è sicura da mangiare, grazie a una mutazione.

Sebbene il problema tecnico del singolo gene dietro l’appetibilità delle mandorle sia stato riconosciuto per un secolo, ci è voluto il sequenziamento del genoma per rivelare il complesso controllo del tratto. Raquel Sánchez-Pérez, biochimico del CEBAS-CSIC, un centro di ricerca agricola in Spagna, e colleghi dell’Università di Copenaghen e altrove in Europa, hanno pubblicato i loro risultati su Science a giugno.

A Beloved Nut Through Storia

Le mandorle portano pistacchi, noci brasiliane, noci, noci pecan, anacardi e pinoli nella popolarità delle noci, con le arachidi l’arachide più popolare.

Nel 2016 Michelle Obama ha scherzato dicendo che suo marito consuma esattamente 7 mandorle ogni sera. “Questo è tutto!” esclamò. Quando il New York Times ha riportato seriamente l’osservazione, mangiare 7 mandorle è diventato una cosa.

I titoli gridano gli attributi. “9 benefici per la salute basati sull’evidenza delle mandorle” elenca vitamine, minerali e anti- ossidanti, attribuendo alle noci l’abbassamento di zucchero nel sangue, colesterolo e fame. Così tanti articoli pubblicizzano la capacità delle mandorle di “sciogliere il grasso corporeo” che, beh, deve essere vero.

Le prove della coltivazione delle mandorle risalgono alla Mezzaluna fertile, a partire da circa 11.650 anni fa. Plinio il Vecchio scrisse nella sua enciclopedia Naturalis Historia nel I secolo d.C. che i romani sapevano come rimuovere l’amarezza e il veleno dalle mandorle. Le noci furono scoperte nella tomba di Tutankhamon dal 1324 a.C. E un testo cristiano del IV secolo descrive perforare e tappare un tronco d’albero per far sì che “le … mandorle amare” “perdano l’acidità del loro succo e diventino frutti deliziosi”.

Cianuro!

I noccioli duri delle noci amare del Il mandorlo Prunus amygdalus condivide con altri membri della famiglia delle Rosaceae la capacità di rilasciare acido cianidrico, che è un gas costituito da un carbonio tenuto da tre legami con un azoto. Semi di mele, lino e manioca (nota anche come cassava) e il Anche le interiora dure di pesche, prugne e albicocche rilasciano cianuro.

L’aroma del gas acido cianidrico utilizzato as a poison è descritto come “mandorla amara” nei romanzi polizieschi, il più famoso probabilmente Sparkling Cyanide di Agatha Christie, pubblicato come Remembered Death nel 1945. Faceva parte dello Zyklon B, la componente chiave di ciò che i nazisti inviavano nelle camere a gas. Le pillole di cianuro che presumibilmente hanno catturato le spie sono sali, cianuro di potassio o cianuro di sodio. Uccidono in circa 5 minuti.

Il cianuro nelle mandorle proviene dalla reazione di un biochimico chiamato amigdalina, che si forma da una molecola chiamata prunasina, che si forma dall’amminoacido fenilalanina. Come in qualsiasi percorso biochimico, un enzima catalizza (accelera) ogni passaggio.

In un fenomeno simile all’attivazione di un bastoncino luminoso durante un concerto di Phish, la pianta ospita i precursori chimici della produzione di cianuro in parti diverse che entrano in contatto quando un insetto o un altro erbivoro sgranocchia una noce. Nelle piante “wild type” (non mutanti) con noci amare, la prunasina che si è accumulata sotto il rivestimento del seme viene spinta verso le foglioline in via di sviluppo, dove gli enzimi la convertono in amigdalina.

Pow!

Le mascelle scricchiolanti rilasciano il cianuro e la benzaldeide, la fonte del sapore amaro. Mentre l’animale soccombe rapidamente, l’albero riceve una breve esplosione di nutrienti di carbonio e azoto.

Ma nelle piante di mandorle mutanti, la prunasina viene distrutta prima che possa attivare la difesa, descritta dal Dr. Sánchez-Pérez nel 2008. Niente tossine, niente amarezza e un sapore dolce. La mutazione di cui godiamo danneggia l’albero rendendolo vulnerabile agli erbivori.

Il cianuro essenzialmente soffoca le cellule, sostituendo l’ossigeno nei mitocondri, bloccando la conversione dell’energia contenuta nei legami delle molecole nutritive in ATP, il biologico valuta energetica. Ecco perché la fine arriva così rapidamente per gli animali così sfortunati da mordere una nocciolina mortale.

Amygdalin godette di fama sotto un altro nome negli anni ’70: laetrile, il presunto rimedio contro il cancro proveniva dai noccioli di albicocca, alla fine guadagnando il composto la distinzione di essere uno dei migliori esempi di ciarlataneria medica. Laetrile è stato anche promosso come “vitamina B17”, sebbene non sia una vitamina.

Più interessante era il ruolo dell’amigdalina nella “morte per pesca”, praticata in Egitto nel secondo millennio, quando le fosse furono usate per avvelenare i sacerdoti dichiarati traditori. I chimici isolarono per la prima volta il composto, dalle mandorle, all’inizio del 1800 . Appartiene a una classe di tossine naturali chiamate glicosidi cianogenici che più di 3.000 specie di piante producono.

Trovare noci più dolci

Esattamente un secolo fa, esperimenti che ricordano lo stesso Gregor Mendel hanno rivelato che un singolo gene controlla l’amarezza o la dolcezza delle mandorle.

In un articolo su Genetics, “The Factor for Bitterness in the Sweet Almond”, Meyer J. Heppner ha descritto gli esperimenti che ha fatto dal 1916 al 1919 presso la University Farm di Davis , California. Stava cercando di ritardare la fioritura di alcuni giorni per consentire agli alberi di sopravvivere alle gelate tardive.

I numeri delle croci riproduttive che Heppner ha creato mi hanno riportato ai piselli di Mendel: 32 croci hanno prodotto 602 alberi, di cui 243 sono fiorite durante il periodo di studio, ottenendo 208 con mandorle dolci e 59 con mandorle amare.

Per un genetista, questo è un classico rapporto mendeliano 3: 1, indicando che una versione del tratto è dominante, e uno recessivo. Il fatto che “amaro” sia recessivo spiega perché si manifesta inaspettatamente, proprio come i piselli rugosi di Mendel.

Heppner lo ha spiegato: “C’è un rapporto 3: 1 quasi perfetto, 3.028: 0.972. Questa stretta approssimazione al rapporto monoibrido mendeliano teorico indica che tutte le varietà di mandorle rappresentate negli incroci sopra sono eterozigoti per la dolcezza del nocciolo. Devono avere la costituzione genetica Bb, dove b rappresenta il fattore di amarezza come carattere recessivo e B il fattore di dolcezza, come carattere dominante … è possibile che si sia verificata una mutazione nel mandorlo amaro con la mandorla dolce come risultato . “

Quindi Heppner stava cercando di selezionare per i bloomers successivi e invece ha trovato noci più dolci. I ricercatori alla fine avrebbero abilmente chiamato il gene che conferisce dolcezza quando mutante “kernel dolce”. L’amarezza può apparentemente sorgere di nuovo quando le api trasportano polline “b” portante in ovuli nei fiori “b”.

Fu la ricomparsa di tratti recessivi che ispirò il lavoro di Mendel, ma il teorico è anche pratico. Ogni stagione nuovi alberi devono essere testati (assaggiati) e quelli con mandorle amare scartati. È stato uno spreco. Tieni questo pensiero.

L’approccio genomico

Trovare la fonte della dolcezza è stato un un po ‘tortuoso. Quando i ricercatori hanno scoperto che i due geni i cui prodotti proteici sono necessari per sintetizzare l’amigdalina non differivano in alberi amari rispetto a quelli dolci, hanno guardato ai geni che controllano l’espressione di quei geni. È un po’ come due persone che indossano lo stesso un capo di abbigliamento, come una sciarpa, in modi completamente diversi.

Le proteine chiamate fattori di trascrizione controllano se altri geni sono attivati o disattivati. L’assemblaggio della sequenza genomica del mandorlo rivelerebbe i geni dei fattori di trascrizione che potrebbero spiegare per la distinzione tra noci amare e dolci?

Infatti, all’interno del genoma della mandorla, cinque geni del fattore di trascrizione si raggruppano su un cromosoma. Si chiamano bHLH, che sta per “basic helix-loop-helix”, per la forma tridimensionale che consente a queste proteine di attivare e disattivare specifici gruppi di geni, controllando le loro attività.

i cinque geni bHLH, solo uno, bHLH2, è attivato o disattivato in modo diverso negli alberi che producono mandorle dolci rispetto a mandorle amare. Quindi è il gene “sweet kernel” a lungo ricercato.

Un piccolo glitch genetico, cambiamento di una citosina (C) a una timina (T), altera un amminoacido nel fattore di trascrizione in un modo che gli impedisce di assumere la forma normale, coppie impilate. Di conseguenza, i due geni dell’amigdalina non vengono attivati, interrompendo il percorso biochimico verso l’amarezza. Le mandorle sono dolci.

Oltre a risolvere il mistero dell’origine delle gustose mandorle, il nuovo lavoro ha identificato variazioni nelle sequenze di DNA che circondano il gene bHLH2. Questi possono essere incorporati in un test diagnostico per selezionare piantine che produrranno piante con noci dolci, piuttosto che dover coltivare alberi da tre a cinque anni per vedere se le noci sono tossiche o dolci. In questo modo i ricercatori possono selezionare o modificare altri geni senza preoccuparsi dell’aspetto del tratto di amarezza recessiva, risparmiando sui costi e sull’uso del suolo.

Le implicazioni si riverberano oltre i popolari dadi.I ricercatori suggeriscono un approccio genomico per rilevare precocemente le tossine in altre piante, tra cui il gossipolo nel cotone (un contraccettivo maschile), gli antociani antiossidanti nelle fragole, la linamarina e la lotaustralina che producono cianuro nella manioca e saponine che rendono la quinoa amara. p>

La mia parte preferita della storia delle mandorle? La dimostrazione del genio di scienziati come Gregor Mendel, le cui osservazioni e esperimenti intelligenti, senza l’aiuto della tecnologia, hanno tuttavia rivelato le stesse leggi della natura.