Ученые нашли ген «вонючести» дуриана
Сингапурские генетики впервые определили последовательность полного генома дуриана цибетинового (Durio zibethinus) и, в числе прочего, нашли ген, ответственный за отвратительный запах этого фрукта. Он кодирует фермент метионин-гамма-лиазу, который регулирует синтез летучих веществ, содержащих серу. Исследование опубликовано в Nature Genetics.
Род дурианов (Durio) из семейства мальвовых насчитывает более 30 видов растений, как минимум девять из них съедобны. Самый известный из них — дуриан цибетиновый, который за шипастую оболочку, приятный вкус и отталкивающий запах плодов иногда называют «королем фруктов». Из-за запаха, который можно охарактеризовать как «смесь скипидара и лука, приправленную ароматом носков после тренировки», плоды дуриана запрещено провозить в общественном транспорте и держать во многих отелях. Несмотря на это, дуриан пользуется большой популярностью в Юго-Восточной Азии и является доходным продуктом для производящих его стран. Тем не менее, генетических исследований дуриана цибетинового практически не проводилось. Авторы нового исследования решили исправить это упущение.
Ученые определили последовательность и проанализировали полный геном дуриана цибетинового и сравнили его с геномами других растений из семейства мальвовых — какао (Theobroma cacao) и хлопчатниками (Gossypium raimondii и Gossypium arboreum). А чтобы определить уровень экспрессии некоторых генов, исследовали транскриптомы разных частей дуриана — плодов, листьев, корней и ствола.
Оказалось, что у дуриана D.zibethinus около 46 тысяч генов, это вдвое больше, чем у человека — 23 тысячи. Сравнение геномов показало, что ближайшие родственники дуриана — растения из рода хлопчатников, G.raimondii и G.arboreum. Они разделились примерно 60-77 миллионов лет назад. А какао отделилось от общего предка дурианов и хлопчатника 65-82 миллиона лет назад.
Анализ транскриптома плодов D.zibethinus показал, что в них происходит усиленная экспрессия гена, кодирующего фермент метионин-гамма-лиазу, которая регулирует синтез летучих серосодержащих веществ из аминокислот метионина и цистеина. Интересно, что в геноме дуриана цибетинового содержится четыре копии гента метионин-гамма-лиазы, в то время как у его ближайших родственников, хлопчатников G.raimondii и G.arboreum есть только по две копии этого гена, а у какао — одна. При этом усиленная экспрессия генов метионин-гамма-лиазы наблюдалась только в плодах дуриана, но не в остальных частях растения.
Также исследователи заметили усиленную экспрессию гена фермента АЦК-синтазы, регулирующего выработку этилена из аминокислоты метионина. Этилен «запускает» процесс созревания плода. Авторы исследования предположили, что процесс созревания дуриана и появление неприятного запаха (летучие серосодержащие соединения вносят в него свой вклад) связаны между собой. В обоих процессах ключевую роль играет метионин, из которого получаются либо этилен, либо летучие серосодержащие вещества. Тем не менее исследователи отмечают, что их результаты коррелятивные, и нужны эксперименты, которые позволят установить прямую связь между созреванием плода дуриана и появлением запаха.
Ранее химики установили, что смесь двух соединений — этил-(2S)-2-метилбутирата, пахнущего фруктами, и этантиола, пахнущего протухшим луком — полностью воспроизводят запах дуриана.
Екатерина Русакова
Они нам кажутся почти в два раза легче своего реально веса
Исследователи из Великобритании предложили людям сравнить вес их собственных ладоней и грузов, подвешенных к рукам, чтобы выяснить, насколько верно люди оценивают массу своего тела и его частей. Проведенные эксперименты показали, что испытуемые сильно занижают вес собственных кистей — в одном из экспериментов он оказался на 49,4 процента ниже, чем реальный. Результаты опубликованы в Current Biology. Когда мы берем какой-то предмет, его ощущаемый вес связан с чувством усилия — величиной двигательных команд, которые направляются мышцам. За восприятие веса самого нашего тела и его частей тоже отвечает центральная нервная система, но нет конкретных сенсорных рецепторов, которые были бы в этом задействованы. Воспринимаемый вес тела может меняться из-за усталости, анестезии и других факторов. Пациенты, перенесшие инсульт с параличом конечности, часто жалуются на то, что конечность стала тяжелее. Протезы тоже кажутся людям более тяжелыми, хотя часто весят меньше реальной руки или ноги. Элиза Ферре (Elisa R. Ferrè) из Лондонского университета и ее коллеги решили выяснить, как люди воспринимают вес собственной кисти. В трех экспериментах участвовали 60 человек. До начала испытаний каждый участник опускал кисть левой руки, опирающейся на предплечье, на 30 секунд, чтобы оценить ее вес. Затем к уже лежащей на подушке руке крепили браслет, на который подвешивали грузы разной массы. Участники должны были сказать, что ощущалось тяжелее — кисть или груз. Грузом выступали пакетики с рисом, всего их было 16 штук, а их масса составляла от 100 до 600 грамм. В экспериментах ученые использовали психофизическую лестницу. Среднюю массу кисти, согласно ранее проведенным исследованиям, ученые взяли за 400 грамм. Первый подвешенный груз отличался на 200 грамм, то есть его масса составляла 200 либо 600 грамм — в зависимости от того, была лестница нисходящей или восходящей. Массу следующего груза выбирал алгоритм: если участник считал, что груз тяжелее ладони, следующий подвешенный груз был легче, и наоборот. Так спустя какое-то количество испытаний масса грузов начинала колебаться вокруг некоторой цифры — предполагаемой (участником) массы кисти. В первом эксперименте 20 участников просто сравнивали вес кисти и вес груза. Всего с ними провели три блока по 20 испытаний. В конце эксперимента ученые измерили реальную массу кистей участников, посчитав объем вытесненной рукой воды. Средняя масса кисти составила 327,9 грамм. Участникам, однако, казалось, что их кисть весит гораздо меньше: средний ощущаемый вес кисти оказался в среднем на 49,4 процента ниже, чем реальный, — то есть кисть, по мнению испытуемых, весила менее 200 грамм (p < 0,0001). Во втором эксперименте участвовало еще 20 человек. Теперь после серии испытаний ученые попросили людей в течение десяти минут делать упражнения с ручным тренажером, чтобы их кисть устала. Усталость люди оценивали по стобалльной шкале; до начала испытаний она составляла в среднем 10 баллов, а после упражнений — 70. И до, и после упражнений участники воспринимали свои ладони более легкими, чем есть на самом деле. Однако уставшая рука казалась им немного тяжелее, и ощущаемый вес был уже на 28,8 процента ниже реального (p < 0,01), по сравнению с 43,9 процента до упражнений (p < 0,0001). В третьем эксперименте другие 20 участников пытались взвесить свою руку и мешочки с рисом, однако теперь в каждом испытании они чувствовали поочередно и вес кисти, и вес груза. Независимо от того, что они взвешивали первым, рука все равно казалось им легче, чем она есть на самом деле — в среднем на 33,4 процента (p < 0,001) Исследователи предположили, что такое искажение восприятия, возможно, помогает нам сравнивать массы двух предметов, которые мы берем в обе руки. Если один предмет весит 400 грамм, а другой 500, и к ним добавляется еще и масса самих рук (около 3 килограмм), то распознать, что тяжелее, а что легче, будет сложно. Таким образом, перцептивное «вычитание» веса собственных конечностей может улучшить восприятие веса самих предметов. Также авторы считают, что занижение ощущаемого веса тела — механизм, который помогает нервной системе модулировать активность, или, наоборот, отдых. А воспринимаемый вес предметов можно изменить в виртуальной реальности. Например, если предмет движется медленнее, чем рука, он будет казаться немного тяжелее. А еще более тяжелыми виртуальные объекты станут, если надеть на запястья вибрирующие ремешки.