Генетики выяснили происхождение морфина — Naked Science
31.08.2018
4 минуты
Редакция

Генетики выяснили происхождение морфина

Расшифрованный геном мака позволил установить, каким образом растение приобрело способность синтезировать морфин.

poppy0

Сильнодействующие алкалоиды снотворного мака — морфин, кодеин, папаверин и другие — делают его довольно опасной пищей для вредителей. Человек же тысячи лет прибегает к его наркотическим свойствам. Сегодня морфин, его производные и аналоги широко используются в медицине как сильнейшие обезболивающие средства. Недавно группе ученых из Великобритании, Австралии и Китая удалось секвенировать полный геном мака, а заодно показать, как именно растение получило гены, необходимые для синтеза морфина и других алкалоидов.

 

В статье, опубликованной в журнале Science, Йен Грэм (Ian Graham) из Университета Йорка и его соавторы сообщают, 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 процент) составляют длинные повторы, что сделало работу по анализу ДНК технически довольно непростой. Однако теперь геном мака расшифрован — и, похоже, он дважды переживал полную дупликацию.

 

Первое удвоение произошло около 110 миллионов лет назад, еще 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.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

Вчера, 15:36
3 минуты
Никита Шевцов

В регионе Внутренняя Монголия в Китае подтвердили вспышку бубонной чумы. Заразился уже третий человек за последний месяц.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: