Гены борщевика
У борщевика Сосновского обнаружили на редкость много генов
Борщевик Сосновского – один из самых известных и неприятных сорняков. Когда-то он рос только на Кавказе, но, будучи ввезён в Россию в качестве кормового растения, одичал, быстро распространился, и сейчас его можно увидеть едва ли не на городских улицах. Распространяясь, он угнетает и вытесняет местные виды растений, так что от него есть ощутимый экологический вред. При этом без защитной одежды к нему лучше не приближаться: борщевик Сосновского, как и другие кавказские борщевики, вызывает сильнейшие ожоги.
На том месте, куда попал его сок, начинается жжение, кожа краснеет и вздувается волдырями, которые могут заживать несколько недель. Причина – вещества под названием фуранокумарины (или фурокумарины), которые действуют как фотосенсибилизаторы: поглощая ультрафиолет из солнечного света, они большую часть его энергии переводят не в безобидное тепло, а в химические реакции с образованием свободных радикалов. Чтобы запустить эти реакции, достаточно даже непродолжительного и несильного облучения солнцем участка кожи, на который попал борщевичный сок. Фотосенсибилизаторы стимулируют образование в коже меланина, так что кожа на местах ожогов надолго темнеет.
Чтобы эффективно бороться с борщевиком, нужно знать о нём как можно больше, начиная с его генов. В статье в The Plant Journal сотрудники Института проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН и Сколковского института науки и технологий описывают геном борщевика Сосновского, который оказался на удивление большим: в нём насчитали более 55 тыс. генов, тогда как у большинства растений число генов варьирует между 25 и 35 тыс. Можно было бы предположить, что у борщевика в какой-то момент просто удвоился весь геном, как это нередко бывает в эволюции.
Но дело оказалось в другом: удваивался не геном, а отдельные гены и группы генов, причём удваивались они неоднократно. Среди них были и гены, от которых предположительно зависит синтез фурокумаринов, и исследователи специально проверили, что такие гены особо активны в надземных частях борщевика. В целом можно с большой долей уверенности сказать, что исключительными ожоговыми свойствами борщевик Сосновского не в последнюю очередь обязан многочисленным копиям соответствующих генов. Дальнейшее изучение генетики борщевика поможет понять, как регулируется работа «ядовитых» генов, можно ли как-то подействовать на них извне, чтобы сделать борщевик менее жгучим, и нельзя ли использовать фурокумариновые ферменты в биотехнологических целях.
