Були часи, коли вживання томатів до їжі було смертним вироком: принаймні, так вважали європейці у XVI-XVIII ст. Насправді ж, хоча вони належать до рослин родини пасльонових, виявилося, що аристократів «труїли» не самі плоди, але їхня схильність до пошкодження поверхні олов’яних тарілок та насичення свинцем. Втім, це не змінює того факту, що, як і інші пасльонові, помідори протягом свого життєвого циклу виробляють токсичні стероїдні глікоалкалоїди. Тож чому ми можемо спокійно їсти ці плоди, але не ягоди, якими, подейкують, отруїли римського імператора Августа?

Вчені з Сичуаньсьского університету нещодавно дійшли до суті цього давнього питання. Стероїдні глікоалкалоїди утворюються в тканинах рослин родини пасльонових як механізм захисту проти шкідників. Ці речовини надають плодам неприємний гіркий смак. У випадку вживання великого обсягу глікоалкалоїдів вони можуть призвести до появи доволі серйозних симптомів, включно із нудотою, печінням, судомами, сповільненням пульсу та дихання, ураженням шлунка та внутрішньою кровотечею. Однак, як і інші багато інших рослин, пасльонові розмножуються насінням, й найзручніше розповсюджуватися його з допомогою тварин, які з’їдають плоди, перетравлюють поживні речовини та залишають насіння на своєму шляху в купках природних добрив. Отже, на певному етапі дозрівання пасльонових рослинам доводиться приборкати власну токсичність, і протягом довгого часу люди могли лише здогадуватися, як та в який момент це відбувається.

Команда дослідників під керівництвом біолога Фена Бея ідентифікувала молекулярну систему, що робить помідори їстівними. Для цього вони проаналізували результати повногеномного бісульфітного секвенування геному (WGBS) томатів та погралися з генетикою рослини, блокуючи виробництво та активність різних білків. Завдяки цьому вчені виявили, що ті самі хімічні речовини, що допомагають помідорам дозріти, утворюючи червоні, м’які плоди із солодкуватим присмаком, також розщеплюють отруйні глікоалкалоїди, перетворюючи їх на менш токсичну сполуку – ескулеозід А.

За словами дослідників, білок DML2 працює як молекулярні сигнали для детоксикації плодів. А саме, він активує доступ механізму клітини для зчитування генів до набору генів, залучених до видалення метильних груп. Цей процес, відомий як деметилювання, є критично важливим для того, аби помідори стали їстівними. Коли в експериментах вчені заблокували білок DML2, томатні рослини зберегли високий рівень стероїдних глікоалкалоїдів протягом всього часу дозрівання плодів. Порівнюючи генетичну інформацію близьких рослин з родини пасльонових, Бай та його команда виявили, що у процесі одомашнювання та розвитку нових сортів томатів за останні кілька століть процес керованого білком DML2 деметилювання став більш активним та інтенсивним. Водночас у сучасних рослинах спостерігається зменшення кількості генів, що відповідають за утворення стероїдних глікоалкалоїдів , тому сьогодні навіть зелені плоди деяких сортів можна вживати без загрози для здоров’я.