Ученые расшифровали полный геном мака

Группа ученых из Великобритании, Австралии и Китая расшифровала полный геном мака и установила, как именно растение получило гены, необходимые для синтеза морфина и других алкалоидов. Исследователи установили, что геном мака дважды переживал полную дупликацию.

Ученые утверждают, что геном Papaver somniferum составляет 2,72 миллиарда оснований - всего на 400 миллионов меньше, чем у человека — и разделен между 11 парами хромосом. Значительную его часть (почти 71%) составляют длинные повторы.

Исследователя удалось установить, что первое удвоение произошло до отделения современного семейства маковых от лютиковых. Второе случилось около 7,8 миллиона лет назад, когда мак уже имел некоторые гены, участвующие в метаболическом пути синтеза алкалоидов. Дупликация позволила одной из получившихся копий генов выполнять свои обычные функции, а второй — относительно свободно меняться, приобретая новые способности. Сегодня в ДНК мака выделяется группа из 15 генов, которые синтезируют ферменты, необходимые на разных этапах синтеза изохинолиновых алкалоидов и их предшественников.

Ключевым из них, участвующим в самом первом шаге синтеза, оказался ген STORR, который образовался из слившихся вместе фрагментов генов оксидоредуктазы и цитохрома P450. Это произошло десятки миллионов лет назад, между древним и сравнительно недавним событиями дупликации, - и мак получил способность производить алкалоиды. Ну а ферменты, участвующие в более поздних этапах синтеза морфина, появились позже — уже после дупликации 7,8 миллиона лет назад.