Пет мистерија кафе свибањ пукнути Генови зрна

То је најпопуларнија психоактивна супстанца на свету, коју свакодневно троше милијарде. Толико нам се свиђа, послали смо посебну машину како бисмо је направили у свемиру. Али до сада је кафа задржала неколико тајни свог успеха. Како је биљка добила кофеински удар? Како пасуљ производи своју неговану арому и укус? И може ли кафа заиста бити добра за вас?

Повезане књиге

Кафа луда: 140 АХА! Тренуци кафе из конференцијске собе, кафеа, кухиње

Кафеистички манифест: Нема више лоше кафе!

Сада су научници секвенционирали геном Робуста кафе ( Цоффеа цанепхора ), који чини отприлике трећину запањујућих 2, 25 милијарди шољица јоеа које пијемо сваког дана. (Уско сродна врста Арабице испуњава већину осталих кригли света.) Објављено данас у часопису Сциенце, чланак који описује геном кафе такође упоређује биљне генетске секвенце биљака с виновом лозом, парадајзом и Арабидопсисом, уобичајеним моделним организмом у биљна биологија, откривајући неке од јединствених адаптација кафе. Уз овај нови алат, даљња истраживања могу помоћи у проналажењу одговора на ове енигме о кави.

Зашто би биљке производиле кофеин?

Иако можда жудимо за јутарњим налетом, није очигледно зашто би биљка кафе развила кофеин у природним условима. Коаутор студије Вицтор Алберт, биљни еволуцијски биолог са Универзитета у Буффалу, каже да постоје три водеће теорије за објашњење феномена.

Кофеин може спречити биљоједе да једу лишће. „Кофеин се заправо формира изузетно снажно у лишћу, “ каже Алберт. Било је чак покушаја припреме чаја од листова кафе, али то није укус попут кафе из зрна. Такође је могуће да биљке кафе користе кофеин да надмаше своје комшије. „Идеја је да након пада лишћа кофеин исцури у тло, заједно са другим једињењима, и инхибира клијање семена из других биљака у надметању за ограничене ресурсе, светлост и простор“, каже он. Или кофеин може привући опрашиваче тако што ће их зујати. „Истраживање објављено у Сциенце прошле године указује да кофеин хабитуише опрашиваче. Она на њих дјелује на сличан начин као и на нас - тјера их да се враћају по још ", каже Алберт.

Иако се одговор на ову дугогодишњу мистерију не налази у новој студији, сада се може сазнати да имамо детаљан геном биљке. „Не би ме изненадило да ли су све ове три теорије у одређеној мери тачне“, каже Алберт.

Како се кофеин развио?

Биолози размишљају о два генетска пута да би произвели кофеин, каже Алберт. Једна идеја је да су све биљке у цватњи почеле с генима, а само неколико њих је почело озбиљно да производи кофеин. Или се биосинтеза кофеина еволуирала неколико пута јединственим путевима у далеким сродним биљним групама.

Студија генома подупире тај други сценарио. Анализа показује да су гени који пију кофеин у кафи различити од гена који чине једињење у чају и какау. „Кафа и чај последњи су пут имали заједничког претка пре 100 милиона година“, каже Алберт. „Кафа и чоколада пре можда 120 милиона година. Дакле, говоримо о биљкама које су раздвојене веома дуго и које су независно развиле способност да праве кофеин. "

Биљке носе верзије истих гена кофеина, али ситне промене покренуле су велике разлике у њиховој биолошкој улози. "Гени који кодирају кофеинске ензиме у кафи имају блиске сроднике у чоколади, на пример, али у чоколади ти гени не стварају кофеин, они чине нешто друго", каже Алберт. "Постоји велико истраживачко подручје у дизајнерској ензимској хемији, где људи модификују групе ензима на мале начине да би могли да преузму потпуно нове функције", додаје он. „Такву дизајнерску хемију су ове природе направиле кофеин у природи.“

Шта даје кафи неодољивог укуса и мириса?

Кофеин висок није једини атрибут зависности кафе. Ново описани геном откључава такође порекло специјалних укуса и мириса који тјерају људе да се враћају још. „Наша студија је истакла гене који стварају алкалоидна једињења, која су позната горког укуса“, ​​каже Алберт. „Пронашли смо другу групу обогаћених ензима који чине флавоноидна једињења која су још један елемент укуса. Такође смо истакли гене који су укључени у путеве масних киселина, тако да смо идентификовали много различитих генетских аспеката ароме и укуса. "

Откривање тачно који су гени одговорни за најпожељније укусе или ароме може омогућити производњу кафе која ће селективним узгојем или генетским инжењерингом испоручити више онога што волимо.

Можемо ли кафу учинити здравијом?

Нека многа једињења кафе, која пију уживају у стресу, имају карактеристике које промовишу људско здравље, попут антиоксиданата који наводно штите ћелије од оштећења. Недавни рад чак сугерише да кофеин у кафи помаже људима да задрже нове успомене. Али друге компоненте кафе мање су здраве или чак благо канцерогене. (Бар је мит да кафа спречава раст.)

Сва ова изузетно компликована хемија може бити расветљена анализом генома, што би могло пружити основу за узгој или генетску стратегију манипулације како би се максимизирало добро и умањила штета пронађена у пиву. "Све што се зна о кафи и занима би могло бити генетски усмерено", каже Алберт.

Да ли кафа може преживети климатске промјене?

Узгојена биљка кафе рођена је у Етиопији, а Африка је и даље центар разноликости кафе. Данас је биљка такође главни новчани усев у Бразилу, Вијетнаму, Индонезији и Колумбији. Али ова светска производња зависи од сорти са релативно малом разноликошћу, што их чини рањивим на претње попут болести, штеточина и климатских промена.

Дани Замир са јеврејског Универзитета у Јерусалиму нада се да ће се овај геном користити за јачање узгоја кафе и одржавање популарног ратарског успева. "Кључ за осигуравање каве да може да опстане као приступачан усев лежи у генетској варијацији која се налази код афричких врста", написао је Замир у перспективном чланку који је приложио студију. У поређењу са многим биљкама, кафа има веома специфичне гене отпорности на патогене, показује геном, можда открива тактички циљ борбе пољопривреде за одржавање здравих усева.

Али недавна истраживања у Етиопији открила су оно што је Замир назвао "алармантном стопом генетске ерозије генског базена услед крчења шума заједно са неадекватним напорима очувања." геномски потпомогнути пројекти узгоја у земљама извозницама кафе - чиме се обезбеђује будућност која укључује висококвалитетни пасуљ за свакодневно млевање у свету.