Comer apenas 50 amêndoas amargas pode liberar cianeto de hidrogênio suficiente para matar um adulto em menos de 3 minutos. Felizmente, a variedade doce que retiramos das latas de supermercados é segura para comer, graças a uma mutação.

Embora a falha de um único gene por trás da palatabilidade da amêndoa seja reconhecida há um século, foi necessário o sequenciamento do genoma para revelar o controle complexo do traço. Raquel Sánchez-Pérez, bioquímica do CEBAS-CSIC, um centro de pesquisa agrícola na Espanha, e colegas da Universidade de Copenhague e de outras partes da Europa, publicaram suas descobertas na Science em junho.

A Beloved Nut Through História

Amêndoas levam pistache, castanha-do-brasil, nozes, pecãs, cajus e pinhões na popularidade das nozes, sendo o amendoim o amendoim mais popular.

Em 2016 Michelle Obama brincou que seu marido consome exatamente 7 amêndoas todas as noites. “É isso!” ela exclamou. Quando o The New York Times relatou a observação seriamente, comer 7 amêndoas tornou-se uma coisa.

As manchetes gritam os atributos. “9 Evidence-Based Health Benefits of Ammonds” lista vitaminas, minerais e anti- oxidantes, atribuindo às nozes a redução do açúcar no sangue, do colesterol e da fome. Tantos artigos apregoam a capacidade das amêndoas de “derreterem a gordura corporal” que, bem, deve ser verdade.

As evidências de cultivo de amêndoas datam do Crescente Fértil, começando há cerca de 11.650 anos. Plínio, o Velho escreveu em sua enciclopédia Naturalis Historia, no primeiro século DC, que os romanos sabiam como remover o amargor e o veneno das amêndoas. As nozes foram descobertas na tumba do rei Tut em 1324 aC. E um texto cristão do século IV descreve como perfurar e tampar uma tronco de árvore para fazer com que “as … amêndoas amargas” “percam a acidez de seu suco e se tornem frutas deliciosas.”

Cianeto!

Os núcleos duros das nozes amargas do amendoeira Prunus amygdalus compartilha com outros membros da família Rosaceae a capacidade de liberar cianeto de hidrogênio, que é um gás que consiste em um carbono mantido por três ligações a um nitrogênio. Sementes de maçã, linho e mandioca (também conhecida como mandioca), e o entranhas duras de pêssegos, ameixas e damascos também liberam cianeto.

O aroma do gás de cianeto de hidrogênio usado já que um veneno é descrito como “amêndoa amarga” em romances policiais, o mais famoso provavelmente Cianeto espumante de Agatha Christie, publicado como Morte Lembrada em 1945. Fazia parte de Zyklon B, o principal componente do que os nazistas mandavam para as câmaras de gás. As pílulas de cianeto que supostamente estouram os espiões capturados são sais, cianeto de potássio ou cianeto de sódio. Eles matam em cerca de 5 minutos.

O cianeto nas amêndoas vem da reação de um bioquímico chamado amigdalina, que se forma a partir de uma molécula chamada prunasina, que se forma a partir do aminoácido fenilalanina. Como em qualquer via bioquímica, uma enzima catalisa (acelera) cada etapa.

Em um fenômeno semelhante a colocar um bastão luminoso em ação em um show de Phish, a planta abriga os precursores químicos da produção de cianeto em diferentes partes que entram em contato quando um inseto ou outro herbívoro mastiga uma noz. Nas plantas do “tipo selvagem” (não mutantes) com nozes amargas, a prunasina que se acumulou sob o tegumento da semente é impulsionada para os folhetos em desenvolvimento, onde as enzimas a convertem em amigdalina.

Pow!

Mandíbulas trituradas liberam o cianeto e o benzaldeído, a fonte do sabor amargo. Enquanto o animal sucumbe rapidamente, a árvore recebe uma breve explosão de nutrientes de carbono e nitrogênio.

Mas nas amendoeiras mutantes, a prunasina é destruída antes de ativar a defesa, descrita pelo Dr. Sánchez-Pérez em 2008. Sem toxina, sem amargor e com sabor doce. A mutação que desfrutamos prejudica a árvore ao torná-la vulnerável aos herbívoros.

O cianeto essencialmente sufoca as células, substituindo o oxigênio nas mitocôndrias, bloqueando a conversão da energia mantida nas ligações das moléculas de nutrientes em ATP, o biológico moeda de energia. É por isso que o fim chega tão rapidamente para os animais infelizes o suficiente para morder uma noz da morte.

Amygdalin gozava da fama com outro nome na década de 1970: laetrile, a alegada cura para o câncer veio de caroços de damasco, eventualmente ganhando a combinação da distinção de ser um dos melhores exemplos de charlatanismo médico. Laetrile também foi promovido como “vitamina B17”, embora não seja uma vitamina.

Mais interessante foi o papel da amigdalina na “morte por pêssego”, praticada no Egito no segundo milênio, quando os fossos eram usados para envenenar sacerdotes declarados traidores. Os químicos isolaram o composto pela primeira vez, de amêndoas, no início de 1800 . Pertence a uma classe de toxinas naturais chamadas glicosídeos cianogênicos que mais de 3.000 espécies de plantas produzem.

Encontrando nozes mais doces

Exatamente um século atrás, experimentos que lembram o próprio Gregor Mendel revelaram que um único gene controla o amargor ou doçura das amêndoas.

Em um artigo na Genética, “The Factor for Bitterness in the Sweet Almond”, Meyer J. Heppner descreveu experiências que fez de 1916 a 1919 na University Farm em Davis , Califórnia. Ele estava tentando atrasar a floração por alguns dias para permitir que as árvores sobrevivessem às geadas tardias.

Os números dos cruzamentos de reprodução que Heppner fez me trouxeram de volta às ervilhas de Mendel: 32 cruzamentos produziram 602 árvores, dos quais 243 floresceram durante o período de estudo, produzindo 208 com amêndoas doces e 59 com amêndoas amargas.

Para um geneticista, essa é uma proporção mendeliana clássica de 3: 1, indicando que uma versão da característica é dominante, e um recessivo. O fato de “amargo” ser recessivo explica por que ele aparece inesperadamente, assim como as ervilhas verdes enrugadas de Mendel.

Heppner soletrou: “Há uma proporção quase perfeita de 3: 1, 3,028: 0,972. Esta aproximação da proporção monohíbrida mendeliana teórica indica que todas as variedades de amêndoas representadas nos cruzamentos acima são heterozigotas para a doçura do kernel. Devem ter a constituição genética Bb, onde b representa o fator de amargor como o caráter recessivo e B o fator de doçura, como o caráter dominante … é possível que tenha ocorrido uma mutação na amendoeira amarga tendo como resultado a amêndoa doce . ”

Então Heppner estava tentando selecionar flores para flores posteriores e, em vez disso, encontrou nozes mais doces. Os pesquisadores acabariam nomeando habilmente o gene que confere doçura quando mutante “kernel doce”. A amargura pode surgir de novo quando as abelhas carregam pólen portador de “b” para óvulos portadores de “b” nas flores.

Foi o reaparecimento de traços recessivos que inspirou o trabalho de Mendel. Mas a teoria também é prática. A cada temporada, novas árvores devem ser testadas (provadas) e aquelas com amêndoas amargas descartadas. Foi um desperdício. Segure esse pensamento.

A abordagem genômica

Encontrar a fonte da doçura foi um um pouco tortuoso. Quando os pesquisadores descobriram que os dois genes cujos produtos proteicos são necessários para sintetizar a amigdalina não diferiam nas árvores amargas e nas árvores doces, eles procuraram genes que controlam a expressão desses genes. É um pouco como duas pessoas usando os mesmos peça de roupa, como um lenço, de maneiras totalmente diferentes.

Proteínas chamadas fatores de transcrição controlam se outros genes são ativados ou desativados. A montagem da sequência do genoma da amendoeira revelaria genes de fatores de transcrição que poderiam ser responsáveis para a distinção entre nozes amargas e doces?

De fato, dentro do genoma da amêndoa, cinco genes do fator de transcrição se agrupam em um cromossomo. Eles são chamados de bHLH, que significa “hélice-alça-hélice básica”, que representa a forma tridimensional que permite que essas proteínas liguem e desliguem conjuntos específicos de genes, controlando suas atividades.

De os cinco genes bHLH, apenas um, bHLH2, é ativado ou desativado de forma diferente em árvores que produzem amêndoas doces e amargas. Portanto, é o tão procurado gene “kernel doce”.

Uma pequena falha genética, mudança de uma citosina (C) para uma timina (T), altera um aminoácido no fator de transcrição de uma forma que o impede de assumir a forma normal, pares empilhados. Como resultado, os dois genes da amigdalina não são ativados, cortando o caminho bioquímico para o amargor. As amêndoas são doces.

Além de desvendar o mistério da origem das saborosas amêndoas, o novo trabalho identificou variações nas sequências de DNA em torno do gene bHLH2. Isso pode ser incorporado a um teste de diagnóstico para selecionar mudas que produzirão plantas com nozes doces, em vez de ter que cultivar árvores de três a cinco anos para verificar se as nozes são tóxicas ou doces. Dessa forma, os pesquisadores podem selecionar ou modificar outros genes sem se preocupar com o aparecimento do traço de amargor recessivo, economizando custos e também no uso da terra.

As implicações reverberam além das nozes populares.Os pesquisadores sugerem uma abordagem genômica para detectar toxinas precocemente em outras plantas, incluindo gossipol no algodão (um contraceptivo masculino), as antocianinas antioxidantes nos morangos, linamarina e lotaustralina que produzem cianeto na mandioca e saponinas que tornam a quinua amarga.

Minha parte favorita da história da amêndoa? A demonstração do gênio de cientistas como Gregor Mendel, cujas observações e experimentos inteligentes, sem ajuda da tecnologia, no entanto, revelaram as próprias leis da natureza.