ทีมนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศได้จัดลำดับจีโนมของYerba Mate (Ilex paraguariensis-พืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจที่วางตลาดเพื่อการจัดทำรายละเอียดของคู่ครองซึ่งเป็นครั้งที่สามที่มีการบริโภคคาเฟอีนที่มีการบริโภคอย่างกว้างขวางมากที่สุดทั่วโลก
นิด ๆ หน่อย ๆet al- รายงานลำดับจีโนมร่างแรกสำหรับ Yerba Mate และให้หลักฐานที่น่าเชื่อถือสำหรับตัวตนและลักษณะของเอนไซม์สำหรับการสังเคราะห์คาเฟอีน เครดิตภาพ: Ilosuna / CC BY-SA 3.0
The Yerba Mate เป็นต้นไม้ชนิดหนึ่งที่มีคาเฟอีนเกี่ยวกับโรคประจำถิ่นไปยังป่าฝนเขตร้อนของอเมริกาใต้
ใบแห้งและกิ่งไม้ของ Dioecious Evergreen นี้ใช้เพื่อเตรียมการแช่แบบดั้งเดิมชื่อ Mate หรือChimarrãoซึ่งบริโภคกันอย่างแพร่หลายทั่วโลก
ได้รับการปลูกฝังประมาณ 300,000 เฮกตาร์ด้วยพืชต้นไม้นี้โดยอาร์เจนตินารับผิดชอบการผลิต 80% ทั่วโลก
การแช่เพื่อนได้รับการแสดงให้เห็นว่ามีผลประโยชน์มากมายในมนุษย์รวมถึงเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ, antidiabetic, รวมถึงระบบประสาทส่วนกลางกระตุ้นและอื่น ๆ
แม้ว่าคุณสมบัติการกระตุ้นของมันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาคาเฟอีน แต่ก็ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับกลไกทางพันธุกรรมและชีวเคมีของวิธีที่ Yerba Mate สังเคราะห์สิ่งนี้หรือของสารสำคัญใด ๆ
“ เราค้นพบว่าบรรพบุรุษของ Yerba ได้ทำซ้ำจีโนมของมันเมื่อประมาณ 50 ล้านปีก่อน” ดร. Federico Vignale นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลยุโรปกล่าว
“ การทำซ้ำของบรรพบุรุษนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการวิวัฒนาการของความซับซ้อนในการเผาผลาญของมันทำให้สามารถสังเคราะห์สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่หลากหลายเช่น terpenes, ฟลาโวนอยด์, ฟีนอลและแซนธีนซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของสารต้านอนุมูลอิสระ คุณสมบัติกระตุ้น
“ จากสารประกอบเหล่านี้ทั้งหมดความสนใจของฉันมุ่งเน้นไปที่คาเฟอีน”
นักวิจัยพบว่าจีโนม Mate Yerba มีความยาวรวม 1.06 พันล้านคู่ฐานและมียีนเข้ารหัสโปรตีนอย่างน้อย 53,390 ยีน
พวกเขายังสามารถกำหนดยีนและเส้นทางชีวเคมีที่รับผิดชอบการสังเคราะห์คาเฟอีนในสายพันธุ์นี้
“ คาเฟอีนผลิตโดยพืชที่ไม่เกี่ยวข้องหลายชนิดเช่น Yerba Mate และกาแฟผ่านเส้นทางการเผาผลาญที่คล้ายกันสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ” พวกเขากล่าว
“ แต่เราค้นพบว่ายีนที่เกี่ยวข้องในเส้นทางเหล่านี้พัฒนาขึ้นอย่างอิสระ”
“ เราเข้าใจในรายละเอียดว่ายีนไม่มีบรรพบุรุษร่วมกัน แต่มาจากต้นกำเนิดแยกต่างหากและทั้งคู่ของ Yerba และกาแฟก็มีการสังเคราะห์คาเฟอีนโดยการพัฒนาไปตามเส้นทางคอนเวอร์เจนท์” ดร. Adrián Turjanski นักวิจัยกล่าว ที่มหาวิทยาลัยบัวโนสไอเรส
วิวัฒนาการคู่ขนานของการสังเคราะห์คาเฟอีนใน Yerba Mate และนักวิทยาศาสตร์นำนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่ามันมีบทบาทสำคัญในการอยู่รอดของพืชซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นกลไกการป้องกัน
“ โดยการอ่านจีโนมคุณจะรู้วิธีการแทรกแซงและปรับเปลี่ยนพืช” ดร. Turjanski กล่าว
“ ใคร ๆ ก็สามารถเสนอให้มีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในบางลักษณะตัวอย่างเช่นคู่หู Yerba ที่มีคาเฟอีนหรือหนึ่งที่ปรับให้เข้ากับดินแดนอื่น ๆ ได้ดีกว่าและขยายการเพาะปลูก”
ที่ผลลัพธ์ได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสารผู้มีอำนาจ-
-
Federico A. Vignaleet al- 2025. Yerba Mate (Ilex paraguariensis) จีโนมให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของการบรรจบกันของการสังเคราะห์คาเฟอีนผู้มีอำนาจ14: E104759; ดอย: 10.7554/eLife.104759
