Mokslo ir technologijų pasaulis

Mums įprastos morkos „mutantės“ – daugiau nei tūkstantį metų trukusios žmonių vykdytos genetinės inžinerijos produktas. Taigi, kaip anksčiau baltomis buvusios morkos tapo oranžinėmis?

JAV žemės ūkio departamento ir Viskonsino universiteto genetikas Philippas Simonas sau uždavė tokį patį klausimą. Morkas jis analizuoja jau maždaug 35 metus: domisi jų reprodukciniais įpročiais, santykiais su kitomis daržovėmis (pavyzdžiui, salieras ir paprastasis pankolis yra artimi morkos pusbroliai), jų spalva.

Morkų atveju, joms oranžinę spalvą suteikiantys karotinoidai yra itin naudingi žmonėms, nes šios cheminės medžiagos ir vitamino A šaltinis. Jeigu kas nors paklaustų P. Simono, kodėl jį taip domina morkos, jis mandagiai atsakytų: „Juk to neklaustumėte žmogaus, kuris domisi kukurūzais, ar ne?“

Reikalas tas, kad JAV žemės ūkio departamento mokslininkai iš esmės domisi visais įmanomais augalais ir ieško būdų išauginti jų daugiau, kad jie būtų sveikesni ir atsparesni. „Su bet kuo, ką galima veisti, kažkur pasaulyje dirba veisėjai“, – sakė jis.

Tiesa, morkų veisėjų bendruomenė yra mažesnė, pripažįsta mokslininkas. Neseniai P. Simonui ir dar dvidešimčiai mokslininkų pavyko nustatyti morkos genomą, kurį sudaro daugiau nei 32 000 genų. Jų tyrimo rezultatai, paskelbti žurnale „Nature Genetics“, leidžia paaiškinti, kaip morkos evoliucionavo nuo baltų iki tokių, kurios mums yra labiau įprastos dabar.

Šie rezultatai taip pat gali būti naudingi veisėjams: pasaulyje augant gyventojų skaičiui ir didėjant maisto poreikiui, tokie rezultatai tikrai duos naudos. Mokslininkų teigimu, genomo nustatymas yra tarsi kelionė laiku atgal išsiaiškinant, kada ir kodėl prasidėjo pokyčiai.

Morkos genomas mokslininkams „papasakojo“ įdomių dalykų apie savo istoriją, o taip pat apie žmones, kurie jas augino. Verta paminėti, kad daugiau nei 32 000 genus turintis morkos genomas yra ilgesnis už žmogaus genomą, kurį sudaro maždaug 20 000-25 000 genų.

Ir P. Simono visiškai nestebina, kad kažkokios morkos genomas yra įmantresnis už žmogaus: juk augalai negali pakeisti ar pasirinkti savo aplinkos, todėl jie turi būti pasiruošę įvairioms nenumatytoms situacijoms ir savo genome tarsi „sandėliuoti“ požymius, kurie gali būti įjungti ar išjungti, priklausomai nuo aplinkos sąlygų pasikeitimo.

Tyrimo metu P. Simonui pavyko aptikti geną, kuris, kaip jis mano, yra atsakingas už oranžinę morkų spalvą. Tiesa, jis pabrėžia, kad tai tik genas „kandidatas“. „Tai tarsi rinkimai. Turėjai savo mėgiamą kandidatą, tačiau galiausiai buvo išrinktas kitas genas“, – sakė jis.

Tas genas „kandidatas“ pavadintas DCAR_032551, arba trumpiau „Y genu“. Tas pats genas randamas ir kituose augaluose. Jis skatina lapuose kauptis raudonus, oranžinius ar geltonus pigmentus, kurie padeda vykti fotosintezei. Geriausiai šio geno „darbo rezultatai“ matomi rudenį, kai lapuose nyksta žaliasis chlorofilas ir lieka tik spalvoti karotinoidai.

Tačiau prieš maždaug 1100 metų ten, kur dabar yra Afganistanas, gyvenę ūkininkai pasinaudojo „Y geno“ mutacija, kuri prasidėjo morkų šaknyse. Laukinių baltų morkų kultivavimo proceso metu jos tapo geltonomis. Po 600 metų Europoje šiame procese vėl įvyko pakitimų, dėl kurių morkos įgavo oranžinę spalvą. Visą tai P. Simonas žino išanalizavęs morkų DNR.

Tačiau šiuos pokyčius galima pamatyti ir nuėjus į meno muziejų. Iki 16 amžiaus morkos buvo piešiamos geltonos spalvos, o vėliau jau oranžinės. Taigi, P. Simonas dabar žino, kada morkos įgavo savo oranžinę spalvą, ir numano kaip tai įvyko. Tačiau kol kas jis dar nežino, kodėl taip įvyko.

„Nėra jokios biologinės priežasties, kodėl morkos turėtų būti oranžinės, išskyrus vieną, – sako jis. – 1000 metų prie to prisidėjo žmogus.“ Akivaizdu, kad ūkininkai atrinkdavo mutavusias morkas, kurių sudėtyje buvo daugiau karotinoidų. Ir gerai, kad jie tai darė, nes dėl to morkos buvo maistingesnės.

Tačiau morkų maistingumas negalėjo būti praeities augintojus motyvavusia priežastimi: 9-ajame amžiuje niekas nežinojo apie karotinoidus. Ką jau bekalbėti apie vitamino šaltinį ir jo šio vitamino naudą akims, imuninei sistemai ir kitiems organams. Todėl P. Simomas patyrinėjo morkų skonį siekdamas sužinoti, ar spalvingesnės morkos yra skanesnės. Tačiau ir čia niekas nesigavo.

Oranžinių morkų skonis yra toks pat, kaip ir baltų. Egzistuoja ir kitos hipotezės: galbūt oranžinę spalvą morkoms suteikiantis genas taip pat yra susijęs ir su dydžiu bei kietumu. O galbūt senovėje žmonėms tiesiog patiko, kaip atrodo geltonos ir oranžinės morkos.

Ar gali būti, kad tai yra vienas klausimas, į kurį geriausiai atsakys žmonės, o ne morkos? P. Simonas sako, kad liko dar didelė neištirta morkos genomo dalis. Tad jis neketina nuleisti rankų.