Consumul de doar 50 de migdale amare poate elibera suficient cianură de hidrogen pentru a ucide un adult în mai puțin de 3 minute. Din fericire, varietatea dulce pe care o scoatem din coșurile de la magazinele alimentare este sigură de mâncat, datorită unei mutații.

În timp ce glitchul cu o singură genă din spatele gustului migdalelor a fost recunoscut de un secol, a fost necesară secvențierea genomului. pentru a dezvălui controlul complex al trăsăturii. Raquel Sánchez-Pérez, biochimist la CEBAS-CSIC, un centru de cercetare agricolă din Spania, și colegii de la Universitatea din Copenhaga și din alte părți ale Europei, și-au publicat concluziile în Science în iunie.

A Beloved Nut Through Istorie

Migdalele duc fisticul, nucile braziliene, nucile, nucile pecan, caju și pinul în popularitatea nucilor de copac, alunele fiind cele mai populare arahide.

În 2016 Michelle Obama a glumit că soțul ei consumă exact 7 migdale în fiecare noapte. „Asta este!” a exclamat ea. Când New York Times a raportat observația cu seriozitate, mâncarea a 7 migdale a devenit un lucru.

Titlurile strigă atributele. oxidanți, credită nucile cu scăderea zahărului din sânge, a colesterolului și a foamei. Atât de multe articole susțin abilitatea migdalelor de a „topi grăsimea corporală”, încât, bine, trebuie să fie adevărat.

Dovezile creșterii migdalelor datează de la Semiluna Fertilă, începând cu aproximativ 11.650 de ani în urmă. Pliny the Elder a scris în enciclopedia sa Naturalis Historia în secolul I d.Hr. că romanii știau cum să îndepărteze amărăciunea și otravă din migdale. Nucile au fost descoperite în mormântul regelui Tut din 1324 î.Hr. Și un text creștin din secolul al IV-lea descrie piercing-ul și înfundarea unui trunchiul copacului poate determina „migdalele amare” să-și piardă aciditatea sucului și să devină fructe delicioase. ”

Cianură!

Miezul dur al nucilor amare ale migdalul Prunus amygdalus împărtășește cu ceilalți membri ai familiei Rosaceae capacitatea de a elibera cianură de hidrogen, care este un gaz format dintr-un carbon ținut de trei legături la un azot. Semințe de mere, in și manioc (aka manioc) și interiorul dur de piersici, prune și caise eliberează, de asemenea, cianură.

Aroma gazului de cianură de hidrogen utilizat ca o otravă este descrisă ca „migdale amare” în romanele polițiste, cea mai faimoasă probabil cianură spumantă a lui Agatha Christie, publicată ca Moartea amintită în 1945. A făcut parte din Zyklon B, componenta cheie a ceea ce naziștii au trimis în camerele de gazare. Pastilele de cianură care au capturat spionii aparent sunt sărurile, cianura de potasiu sau cianura de sodiu. Ei ucid în aproximativ 5 minute.

Cianura din migdale provine din reacția unui biochimic numit amigdalină, care se formează dintr-o moleculă numită prunasin, care se formează din aminoacidul fenilalanină. La fel ca în orice cale biochimică, o enzimă catalizează (accelerează) fiecare etapă.

Într-un fenomen asemănător cu punerea în funcțiune a unui stick luminos la un concert Phish, planta adăpostește precursorii chimici ai producției de cianură în diferite părți. care intră în contact atunci când o insectă sau alt erbivor zdrobește o nucă. În plantele „de tip sălbatic” (nemutante) cu nuci amare, prunasinul care s-a acumulat sub stratul de sămânță este propulsat către pliantele în curs de dezvoltare, unde enzimele îl transformă în amigdalină.

Pow!

Fălcile care scârțâie eliberează cianura și benzaldehida, sursa gustului amar. În timp ce animalul cedează rapid, arborele primește o scurtă explozie de substanțe nutritive din carbon și azot.

Dar la plantele de migdale mutante, prunasinul este distrus înainte de a putea activa apărarea, pe care Dr. Sánchez-Pérez a descris-o în 2008. Fără toxină, fără amărăciune și gust dulce. Mutația de care ne bucurăm dăunează copacului, făcându-l vulnerabil la erbivore.

Cianura sufocă în esență celulele, înlocuind oxigenul din mitocondrii, blocând conversia energiei reținute în legăturile moleculelor nutritive în ATP, cel biologic. moneda energetică. De aceea, sfârșitul vine atât de repede pentru animalele suficient de nefericite încât să muște într-o piuliță de moarte.

Amigdalina s-a bucurat de faimă sub un alt nume în anii 1970: laetrile, pretinsa vindecare pentru cancer a venit din gropile de caise, câștigând în cele din urmă compusul distincția de a fi unul dintre cele mai bune exemple de ceartă medicală. Laetrile a fost promovat și ca „vitamina B17”, deși nu este o vitamină.

Mai interesant a fost rolul amigdalinei în „moartea prin piersici”, practicat în Egipt în mileniul al doilea când gropile erau folosite pentru otrăvirea preoților declarați trădători. Chimiștii au izolat mai întâi compusul, din migdale, la începutul anilor 1800 . Aparține unei clase de toxine naturale numite glicozide cianogene pe care le produc mai mult de 3.000 de specii de plante.

Găsirea nucilor mai dulci

Exact cu un secol în urmă, experimentele care amintesc de Gregor Mendel însuși au arătat că o singură genă controlează amărăciunea sau dulceața migdalelor.

Într-o lucrare în Genetică, „Factorul pentru amărăciune în migdale dulci”, Meyer J. Heppner a descris experimentele pe care le-a făcut din 1916 până în 1919 la ferma universitară din Davis. , California. Încerca să întârzie înflorirea cu câteva zile pentru a le permite copacilor să supraviețuiască înghețurilor târzii.

Numerele din cruci de reproducere pe care Heppner le-a înființat m-au aruncat direct înapoi la mazărea lui Mendel: 32 de cruci au produs 602 de copaci, dintre care 243 au înflorit în timpul perioadei de studiu, producând 208 cu migdale dulci și 59 cu migdale amare.

Pentru un genetician, acesta este un raport mendelian clasic 3: 1, indicând faptul că o versiune a trăsăturii este dominantă, și unul recesiv. Faptul că „amarul” este recesiv explică de ce apare pe neașteptate, la fel ca mazărea verde încrețită a lui Mendel.

Heppner a spus: „Există un raport perfect 3: 1, 3.028: 0.972. Această apropiere apropiată de raportul teoretic mendelian monohibrid indică faptul că toate soiurile de migdale reprezentate în încrucișările de mai sus sunt heterozigoți pentru dulceața miezului. Ei trebuie să aibă constituția genetică Bb, unde b reprezintă factorul pentru amărăciune ca caracter recesiv și B factorul pentru dulceață, ca caracter dominant … este posibil să se fi produs o mutație în migdalul amar cu rezultatul migdalei dulci . ”

Așadar, Heppner a încercat să aleagă pentru flori ulterioare și a găsit în schimb nuci mai dulci. Cercetătorii ar numi în cele din urmă inteligent gena care conferă dulceață atunci când mutantul „sâmbure dulce”. Amărăciunea poate apărea din nou atunci când albinele transportă polenul „b” la ovulele purtătoare „b” în flori.

A fost reapariția trăsăturilor recesive care a inspirat lucrarea lui Mendel. Dar teoreticul este și practic. În fiecare sezon, arborii noi trebuie testați (degustați) și aruncați cei cu migdale amare. A fost risipitor. Păstrați acest gând.

Abordarea genomică

Găsirea sursei dulceaței a fost o Când cercetătorii au descoperit că cele două gene ale căror produse proteice sunt necesare pentru a sintetiza amigdalina nu diferă în copaci amari față de cei dulci, s-au uitat la gene care controlează expresia acelor gene. Este un pic ca două persoane care poartă același lucru. bucată de îmbrăcăminte, ca o eșarfă, în moduri complet diferite.

Proteinele numite factori de transcripție controlează dacă alte gene sunt activate sau dezactivate. Ar asambla secvența genomică a migdalului ar dezvălui gene ale factorului de transcripție care ar putea explica pentru distincția dintre nuci amare și dulci?

Într-adevăr, în cadrul genomului migdalelor, cinci gene ale factorilor de transcripție se grupează pe un cromozom. Acestea sunt numite bHLH, care înseamnă „helix-loop-helix de bază”, pentru forma tridimensională care permite acestor proteine să pingă și să oprească seturi specifice de gene, controlându-și activitățile.

cele cinci gene bHLH, doar una, bHLH2, este activată sau oprită diferit în copacii care produc migdale dulci și amare. Deci este gena „miez dulce” mult căutată.

O mică eroare genetică, schimbarea o citozină (C) la o timină (T), modifică un aminoacid în factorul de transcripție într-un mod care îl blochează de la asumarea formei normale, perechi stivuite. Ca urmare, cele două gene pentru amigdalină nu sunt activate, întrerupând calea biochimică către amărăciune. Migdalele sunt dulci.

Pe lângă rezolvarea misterului originii migdalelor gustoase, noua lucrare a identificat variații ale secvențelor ADN care înconjoară gena bHLH2. Acestea pot fi încorporate într-un test de diagnostic pentru a selecta răsadurile care vor produce plante cu nuci dulci, mai degrabă decât să trebuiască să crească copaci între trei și cinci ani pentru a vedea dacă nucile sunt toxice sau dulci. În acest fel, cercetătorii pot selecta sau modifica alte gene fără a se îngrijora de aspectul trăsăturii amărăciunii recesive, economisind atât costurile, cât și utilizarea terenului.

Implicațiile repercutează dincolo de nucile populare.Cercetătorii sugerează o abordare genomică pentru a detecta toxinele devreme la alte plante, inclusiv gossypolul din bumbac (un contraceptiv masculin), antocianinele anti-oxidante din căpșuni, linamarina și lotaustralina care produc cianură în manioc și saponinele care fac quinoa amară.

Partea mea preferată din povestea cu migdale? Demonstrația geniului oamenilor de știință precum Gregor Mendel, ale cărui observații și experimente inteligente, fără ajutorul tehnologiei, au dezvăluit totuși chiar legile naturii.