Генетики связали потребление кофе и алкоголя с восприятием горького вкуса
Люди с мутациями в генах рецепторов к кофеину, более чувствительные ко вкусу этого вещества, предпочитают кофе, а не чай. Те, у кого оказалась повышенная чувствительность ко вкусам хинина и пропилтиоурацила, наоборот, пьют больше чая. Чувствительность к пропилтиоурацилу влияет на уменьшение потребления алкоголя. А вот восприятие кофеина и хинина никак на это не влияет, сообщается в статье, опубликованной в Scientific Reports.
Напитки с горьким вкусом — кофе, чай и алкоголь — обладают неоднозначным эффектом на здоровье человека. По разным данным, они могут быть как полезны, так и вредны. Известно, что на потребление кофе и алкоголя влияет то, насколько хорошо человек усваивает кофеин и этанол, а вот как на потребление горьких напитков влияют вкусовые факторы, до сих пор изучено плохо. Взаимосвязь между восприятием веществ с горьким вкусом, таких как кофеин, хинин или пропилтиоурацил, и уровнем потребления горьких напитков до конца не выяснена. Наблюдательные исследования дают противоречивые результаты (1, 2), так как на восприятие вкуса влияют различные факторы, которые не всегда можно учесть, например, потенциальные болезни участников. В то же время известно, что на восприятие веществ с горьким вкусом влияют генетические факторы. В частности на воприятие вкуса веществ влияют мутации в генах рецепторов горького вкуса.
Австралийские, американские и британские генетики под руководством Мерилин Корнелис (Marilyn Cornelis) из Северо-Западного университета решили провести не наблюдательное исследование, а проанализировать геномы из базы данных и выяснить, есть ли зависимость между аллелями генов рецепторов горького вкуса у человека и восприятием вкуса. Исследователи использовали метод Менделевской рандомизации, который используется в эпидемиологии и позволяет найти причинно-следственную связь между вариантами генов с известными функциями и заболеваниями. Участниками эксперимента стали 438 тысяч человек, информация о геномах которых хранится в Биобанке Великобритании. Их попросили заполнить опросник, в котором их спрашивали о том, сколько чашек чая и кофе они пьют ежедневно, а также как часто они употребляют алкоголь.
Оказалось, что высокая чувствительность к вкусу кофеина связана с более высоким потреблением кофе (p < 0.0001), хотя в целом разница была небольшой — потребление кофе, в среднем увеличилось на 0,15 чашки в день. Чувствительные ко вкусу кофеина люди чаще других пили больше четырех чашек кофе в день, но не слишком любили чай. Высокая чувствительность ко вкусу хинина и пропилтиоурацила, наоборот, ассоциировалась с предпочтением чая (p=9.8 ×10-6 потребление, впрочем, тоже увеличивалось не сильно, в среднем на 0,05–0,1 чашки в день) и меньшей любовью к кофе. Также высокая чувствительность ко вкусу пропилтиоурацила была связана с уменьшением потребления алкоголя, а вот связи между чувствительностью к кофеину и хинину и потреблением алкоголя исследователи не нашли.
В прошлом году исследователи проверили, как кофе влияет на восприятие других вкусов. Выяснилось, что кофеин «делает» сахарозу менее сладкой, и что люди не могут различить на вкус кофе с кофеином и без него.
Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием
Генетики из американских и британских университетов обнаружили, какие гены отвечают за факультативный партеногенез у дрозофил. Они внесли точечные изменения в мушиные гены, влияющие на текучесть мембран (Desat2), образование центриолей (Polo) и скорость пролиферации (Myc). Мухи-самки из созданной генетической линии успешно вступали в половое размножение, но были при этом способны к партеногенезу как минимум на протяжении двух поколений. Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Партеногенез — развитие живых организмов из неоплодотворенной яйцеклетки — широко распространен среди животных. На филогенетическом древе чисто партеногенетические виды нередко соседствуют с практикующими «обычное» половое размножение. Иногда и вовсе удается описать спорадические случаи появления партеногенеза у отдельных представителей непартеногенетических видов. Следовательно, генетическая подоплека партеногенеза может возникать быстро по эволюционным меркам и должна быть в этом случае относительно несложной. Но конкретные молекулярные механизмы партеногенеза часто остаются нерасшифрованными. У мух, неспособных к партеногенезу, яйцо приостанавливается на стадии метафазы I мейоза, а дальнейшее развитие (завершение деления, отделение полярных телец и дальнейшие митотические деления) продолжается лишь после оплодотворения. Но встречаются и факультативно партеногенетические линии, в которых партеногенетические потомки составляют от десятых долей до десяти процентов популяции. Доктор Алексис Сперлинг (Alexis L. Sperling) из Кембриджского Университета с коллегами из американских университетов Мемфиса и Калифорнийского технологического исследовала механизм возникновения факультативного партеногенеза у мух вида Drosophila mercatorum. Генетики отобрали и секвенировали геномы и транскриптомы факультативно и облигатно партеногенетических штаммов D. mercatorum и сопоставили их между собой. При партеногенезе была изменена экспрессия 44 генов, связанных в основном с формированием центриолей и регуляцией клеточного цикла. Несмотря на то, что предки D. mercatorum и более изученной D. melanogaster разошлись более 40 миллионов лет назад, данные сравнительной геномики позволяют воссоздавать на более известном модельном объекте изменения, обнаруженные в геноме менее известного. Ученые воссоздали у D. melanogaster выявленные изменения активности генов, прибегая к CRISPR-редактированию генома, дупликациям генов, введению в геном генов антисмысловых РНК или энхансерных последовательностей. Самый высокий уровень партеногенеза был зарегистрирован в группах трансгенных D. melanogaster, у которых была повышена активность генов Polo (регулятор образования центриолей) или Myc (регулятор клеточного цикла), либо понижена активность генов Slmb (убиквитиновая лигаза, способствующая деградации Myc) и Desat2 (фермент, синтезирующий ненасыщенные жирные кислоты и регулирующий текучесть мембран). У каждого третьего облигатно партеногенетического яйца D. mercatorum полярные тельца или женские пронуклеусы вступали в митотические деления, давая начало эмбрионам (такая же картина наблюдалась в каждом восьмом случае факультативно партеногенетических линий). Количество полярных телец, способных спонтанно вступать в митоз (и тем самым формировать эмбрион) повышалось при повышении активности генов Myc и Polo. При этом многие мухи из партеногенетических линий после целлюляризации становятся недиплоидными (чаще всего, триплоидными) из-за нарушения образования веретена деления. Ученые получили 21 тысячу мух-самок D. melanogaster, гомозиготных по мутантным аллелям генов Polo, Myc и Desat2, и содержали их в отсутствии самцов. В общей сложности самки дали 143 взрослых потомка (в среднем 0,7 потомка на 100 мух), а у тех, в свою очередь, появилось два партеногенетических взрослых потомка второго поколения (1,4 процента от численности предыдущего поколения). Таким образом, линия животных, способных к партеногенезу на протяжении нескольких поколений, была впервые получена при помощи геномного редактирования. На основании полученных данных авторы предполагают следующий механизм факультативного партеногенеза. Повышение текучести мембран (цитоплазматической и мембраны эндоплазматического ретикулума) влияет на формирование центра организации микротрубочек и, следовательно, веретена деления. Его образование упрощает вступление в митоз. Такие изменения могли стать эволюционно выгодным приобретением при расселении мух в более холодные регионы (повышение текучести мембран, связанное со снижением активности десатураз, улучшает выживаемость мух при низких температурах). Впрочем, детали возникновения партеногенетических линий мух пока не до конца изучены — судя по диспропорции между небольшими изменениями в геноме и выраженным транскриптомным изменениями, часть изменений у партеногенетических D. mercatorum может носить эпигенетический характер (важность эпигенома для партеногенеза ранее была показана в эксперименте на мышах). О медийной шумихе вокруг возможности партеногенеза у человека и о генетических предпосылках к нему читайте в нашем материале «Половинка себя».