Британские, китайские и австралийские ученые выяснили природу возникновения морфина в опийном маке.
Исследователям удалось секвенировать геном Papaver somniferum, который имеет 2,72 миллиарда оснований – всего на 400 миллионов меньше, чем у человека. 71% генома мака составляют длинные повторы, что усложнило работу ученых, однако в результате исследований выяснилось, что он два раза переживал полную дупликацию.
Первое удвоение произошло 110 миллионов лет назад, второе – 7,8 миллиона лет. Именно тогда появились некоторые гены, которые позднее участвовали в метаболическом пути синтеза алкалоидов. Благодаря дупликации одна копия генов выполняет обычные функции, вторая – приобретает новые способности.
В настоящее время ДНК мака имеет 15 генов, синтезирующих ферменты, которые необходимы на разных этапах синтеза алкалоидов. Ключевым является STORR, образовавшийся из генов оксидоредуктазы и цитохрома P450, что произошло несколько десятков миллионов лет назад.
Благодаря вышеуказанным генам мак научился вырабатывать алкалоиды, а 7,8 миллиона лет назад после второй дупликации появились ферменты, вырабатывающие морфин.
Фото: Из открытых источников